。
[0182] 在一种优选的实施方式中，这些相机的光学轴线围合出角度。优选地，这些光学轴 线至少近似地取向到共同的点或区域上，优选地，这在这里所使用的坐标系中是坐标原点 并同时是所述设施的对称点。使用多个相机Κ1、Κ2提供了其他的优点。当以第一相机Kl能够 检测沿X和Y方向倾斜度的第一角度范围时，利用其他的相机Κ2可以覆盖其他的角度范围。 如果例如将两个相机Kl、Κ2这样布置，使得第一相机Kl布置在负X坐标的区域中，并且第二 相机布置在正X坐标的区域中，则第一相机Kl优选可以以关于X轴的正角度来检测多个倾斜 度，而第二相机Κ2可以以关于X轴的负角度来检测多个倾斜度。优选将相机Κ1、Κ2这样设置， 使得它们能够尽管如此两个共同地覆盖确定的角度范围（多个倾斜度的交集）。人们可能会 争辩，在相机的光学轴线相对于Z轴倾斜的这些相机Kl、Κ2的情况下，由于立体扭曲使得图 像不再能够一致地回移。在这种情况下可以前置这些单图的所谓的矫正步骤，其修正了所 述立体扭曲。
[0183] 如果使用多于两个的相机Κ1、Κ2,则优选这样布置，使得第三相机位于负Y坐标的 区域中，并且第四相机位于正Y坐标的区域中，其中，它们取向到坐标原点周围的区域上。第 三相机于是优选可以以关于Y轴的正角度来检测倾斜度，而第四相机优选可以以关于Y轴的 负角度来检测倾斜度。优选将所有四个相机这样布置，它们能够尽管如此全部共同地覆盖 确定的角度范围（多个倾斜度的交集）。优选地，所有相机关于Z轴对称地布置。优选地，多个 所述照明元件也关于Z轴对称地布置。特别有利的是，这些相机布置在这些照明元件之间的 中间空间中。由此，由面元件沿相机方向和照明元件方向看的可见性不会被遮挡。较多数量 的相机也是可行的。
[0184] 替代地，这些相机的光学轴线也可以平行取向，优选沿负Z轴的方向。优选地，这些 相机关于Z轴对称地布置。优选地，多个照明元件同样关于Z轴对称地布置。
[0185] 在上述考虑中，首先出发点在于，线形照明元件BI、B2分别沿着空间中的直线延 伸。替代地，优选可以弧形地、即以弯曲的形状实施这些线形照明元件B1、B2。设备1的在图9 中示出的实施例是这种情况。相同元件和功能相同元件设有相同的附图标记，从而就此而 言参照前述的说明。由此也可以以照明元件B1、B2的受限界的长度覆盖大的角度范围。两个 第一照明元件B1、B2例如可以呈X形状布置在根据图9b的沿负Z方向看的俯视图中，具有沿 着X +或X_方向的取向。在根据图9a的侧视图中，这些照明元件BI、B2可以弧形地实施，优选以 圆、部分圆并优选以半圆的形式，其中心点是坐标原点。选择大于180°的部分圆也可以是有 利的，从而能够覆盖倾斜度的较大的角度范围。
[0186] 图10示出了用于照明元件的亮度轮廓I相对于其宽度b的示意性视图。在此示出， 照明元件在此具有布置在彼此平行错开的、沿照明元件纵向方向延伸的多个行列中的至少 两个照明子元件21、21'。可行的是，将这些照明子元件21、21'构造为沿照明元件纵向方向 观察延伸的纤维或纤维束。替代地，这些照明子元件21、21'可以具有并排布置的点源，优选 分别具有多个发光二极管。这些照明子元件21、21'优选发出柔和照明分布，在此具体地发 出基本上高斯形的、优选高斯形的照明分布I。在此，对于照明元件，在整体上由于两个照明 子元件21、21'产生双最大值分布，特别是双高斯分布。
[0187] 图11示出了两个照明元件B1、B2的设施的一种实施例的示意性视图。这些照明元 件在此相对彼此X形地布置并在公共的中心点的区域中交叉，在该中心点设有用于相机K的 遮光板23。为了避免照明线被遮光板23中断，照明元件B1、B2在此分别具有关于中心点对称 错开的照明线25、25'，在这里示出的实施例中，沿着这些照明线布置有多个彼此相邻的照 明子元件21、21'。在此，因为较简单的视图，仅示出几个照明子元件21、21'。但是总的来说， 照明子元件21、21'优选沿着照明线25、25 '的整个长度延伸。
[0188] 照明元件B1、B2可以具有多于两个的照明线25、25'。特别可以是这样的照明元件 BI、B2,其具有六个照明线25、25'。
[0189] 照明子元件21、21'优选固定在承载板27或承载体上，其中，优选为了实现事先确 定的亮度分布、特别是根据图10的亮度分布I设有散射元件29,特别是散射体，该散射体固 定在承载板27或承载体上。在此优选地，亮度分布I基本上跟随散射元件29的形状，其中，该 亮度分布在任何情况下均由所述散射元件的形状确定。散射元件29可以具有对称的、特别 是对于所有照明线25、25'相同的形状。替代地，散射元件29的形状进而由此产生的亮度分 布也可以沿着照明元件B1、B2的宽度b变化并特别是从照明线25、25'到照明线25、25'地变 化。通过这种方式可以非常灵活地实现不同的亮度分布I。
[0190] 替代于在图11中示出的实施例，还可以两个照明元件B1、B2不共享共同的中心点， 而是例如共享共同的端部点，其中，这些照明元件布置为A形或V形。还可以两个照明元件 B1、B2彼此分开地布置，从而它们不共享共同的点。通常，两个照明元件B1、B2之间的交叉点 可以选择为偏心，在照明元件B1、B2的边缘上，但是无论如何优选不在照明线25、25'的区域 中。
[0191 ]还可以使相机K不定位在照明元件BI、B2的共同中心点的区域中，而是偏心地例如 定位在照明元件BI、B2旁边。
[0192]图12示出了设备1的第五实施例的示意性视图。在此，第一照明元件Bl在这里通过 虚线示出。第二照明元件B2通过点划线示出。两个照明元件BI、B2沿着在柱体对称的承载体 31上彼此各不仅沿周向方向而且沿纵向方向看错开的螺旋线延伸。该承载体在此构成了具 有纵向轴线或对称轴线A的隧道，待检查和/或待检测的物体可以沿着该纵向轴线或对称轴 线运动穿过承载体31。在此，物体通过照明元件B1、B2来照明。设有遮光板23,通过该遮光板 可以借助相机K观察该物体。在此，既可以以反射，也可以以透射来测量物体的区域，这是因 为照明元件BI、B2呈360°地周向缠绕该物体。因此，通过照明元件BI、B2从所有侧面使该物 体被照明。附加于遮光板23还可以设置其他的遮光板，以用于能够从不同的方向观察所述 物体。可以设置多于两个的照明元件B1、B2,这在图12中也简示出。在此示出的设备1是可任 意伸缩的并由此可以用于非常小到非常大的检查物体，例如完整的机动车。
【主权项】
1. 一种用于光学地形状检测和/或检查物体(G)的方法，具有以下步骤： -将至少一个相机(K)、至少一个线形照明元件(B1，B2)和物体(G)相对于彼此布置为， 使得物体表面(3)能被至少一个照明元件照明并能被所述相机(K)拍摄； -至少在两个从组中选出的元件之间产生相对运动，所述组包括所述物体(G)、所述至 少一个照明元件(B1，B2)和所述相机(K)，其中，运动方向与所述至少一个照明元件(B1，B2) 围合出不等于0°的角度； -在所述相对运动期间，利用所述相机(K)拍摄所述物体表面（3)的图像序列（11)，其 中，所述物体表面(3)在所述相机(K)的图像平面中成像； -在所述图像平面曝光期间，利用所述至少一个照明元件（B1，B2)照明所述物体表面 (3);以及 -依据所述物体表面(3)的局部表面倾斜度和/或局部光学特性来评估所拍摄的图像序 列(11)。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用至少两个线形照明元件，其中，所述照 明元件(B1，B2)彼此围合出不等于0°的角度，其中，所述运动方向与所述至少两个照明元件 (B1，B2)中的至少一个照明元件围合出不等于0°的角度，其中，在所述图像平面曝光期间， 利用所述照明元件(B1，B2)中的至少一个照明元件照明所述物体表面(3)。3. 根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于以下步骤： -将所述图像平面中的最大照明强度的对应图像部位（15)配属给所述物体表面(3)上 的能在所述图像序列（11)中区分的物体部位(7);以及 -由所述图像平面中的分别对应的图像部位（15)的位置，计算出所述物体部位(7)上的 局部表面倾斜度。4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述图像序列（11)的每个 单图（13)中查明配属给对应的物体部位(7)的最大照明强度的至少一个图像部位(15)。5. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，使所述图像序列（11)的单图 (13)与所述图像平面中的分别配属给所述单图（13)的时间指数(t)成比例地回移，从而使 得给回移的图像序列（19)中的每个回移的图像部位(15)刚好配属一物体部位(7)。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述回移的图像序列（19)中对于固定的 物体部位(7)查明时间指数(to)，在该时间指数下，在给所述回移的图像序列（19)中的物体 部位(7)配属的回移的图像部位（15)上的照明强度是最大的，其中，由该时间指数(to)查明 未回移的图像序列（11)中的相应图像部位（15)，其中，由所述图像部位（15)的位置来计算 出所述物体部位(7)上的局部表面倾斜度。7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由所述图像平面中的、优选在 最大照明强度的图像部位（15)周围的照明强度分布，查明对应的物体部位(7)的局部光学 特性。8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由所述图像平面中的照明强 度的高度、优选最大照明强度的图像部位（15)处的照明强度的高度，查明对应的物体部位 (7)的局部光学特性。9. 一种用于光学地形状检测和/或检查物体(G)的设备，特别是用于实施根据权利要求 1至8中任一项所述的方法，所述设备具有 -至少一个相机(K)和至少一个线形照明元件(B1，B2)，其中，所述相机(K)和至少一个 照明元件(Β1，Β2)相对于彼此布置为，使得物体表面(3)能由所述照明元件(Β1，Β2)照明并 能由所述相机(Κ)拍摄，其中， -能在至少两个元件相对彼此的相对运动期间利用所述相机(Κ)拍摄所述物体表面(3) 的图像序列（11)，所述至少两个元件从包括所述物体表面(3)、所述至少一个照明元件(Β1， Β2)和所述相机(Κ)的组中选出，从而使得所述物体表面(3)在所述相机(Κ)的图像平面中成 像，其中， -所述至少一个照明元件(Β1，Β2)能以如下方式操控，S卩，所述物体表面(3)在所述图像 平面曝光期间被所述至少一个照明元件(B1，B2)照明，并且所述设备还具有 -运算装置(R)，所述运算装置被构造用于依据所述物体表面(3)的局部表面倾斜度和/ 或局部光学特性来评估所拍摄的图像序列（11)。10. 根据权利要求9所述的设备，其特征在于至少两个线形照明元件(B1，B2)，其中，所 述照明元件(B1，B2)以如下方式布置，S卩，所述照明元件彼此围合出不等于0°的角度，其中， 所述照明元件(B1，B2)能以如下方式操控，S卩，所述物体表面(3)在所述图像平面曝光期间 至少被所述至少两个照明元件(B1，B2)中的一个照明元件照明。11. 根据权利要求9和10所述的设备，其特征在于，所述运算装置被设置用于使所述图 像平面中的最大照明强度的对应图像部位(15)配属给所述物体表面(3)上的能在所述图像 序列（11)中区分的物体部位(7)，并且被设置用于由所述图像平面中的分别对应的图像部 位(15)的位置来计算出所述物体部位(7)处的局部表面倾斜度。12. 根据权利要求9至11中任一项所述的设备，其特征在于运动装置(M)，利用所述运动 装置能至少在两个元件之间沿着运动方向产生所述相对运动，所述两个元件从包括具有所 述物体表面(3)的物体(G)、所述至少一个照明元件(B1，B2)和所述相机(K)的组中选出，其 中，所述运动装置以如下方式构成并相对于所述至少一个照明元件(B1，B2)进行布置，即， 所述运动方向与所述至少一个照明元件(B1，B2)，优选与所述至少两个照明元件(B1，B2)中 的至少一个照明元件围合出不等于0°的角度。13. 根据权利要求9至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述至少一个照明元件 (B1，B2)具有扩散式的、不定向的放射特性，其中，所述放射特性优选是朗伯放射特性或均 匀分布的放射特性。14. 根据权利要求10至13中任一项所述的设备，其特征在于，所述照明元件(B1，B2)彼 此围合出这样的角度，该角度为最少1°到最高179°、优选为60°、优选为90°、优选为120°。15. 根据权利要求10至14中任一项所述的设备，其特征在于，所述运动方向将所述照明 元件(B1，B2)之间的角度分开，其中，该运动方向优选地构成就所述照明元件(B1，B2)之间 的角度而言的角度中线。16. 根据权利要求10至15中任一项所述的设备，其特征在于，所述照明元件(B1，B2)放 射出彼此不同的光谱分布，和/或，能在时间上彼此独立地操控所述照明元件(B1，B2)。17. 根据权利要求9至16中任一项所述的设备，其特征在于，设有多于两个的线形照明 元件(B1，B2)，其中，这些照明元件(B1，B2)与所述运动方向围合出优选不同的角度，这些照 明元件以如下方式彼此不同地布置，即，这些照明元件具有相对于所述物体表面(3)不同的 距离，和/或这些照明元件相对彼此推移、优选在同一平面中推移。18. 根据权利要求9至17中任一项所述的设备，其特征在于，设有相对彼此错开布置的 至少两个相机(K1，K2)，和/或，至少三个照明元件(B1，B2)布置成，使得第一和第二照明元 件(B1，B2)共同地布置得相对于所述物体表面(3)具有第一距离，其中，第三照明元件布置 得相对于所述物体表面(3)具有第二距离，其中，所述第一距离与所述第二距离不同，其中， 所述运算装置(R)被构造用于由这些不同的相机(K1，K2)的优选对应的图像和/或由所述物 体表面(3)的以不同的距离照明的图像来计算出关于所述物体表面(3)的高度信息。19. 根据权利要求9至18中任一项所述的设备，其特征在于，至少一个线形照明元件 (Β1，Β2)具有弯曲的形状，其中，所述至少一个线形照明元件优选沿着该线形状观察覆盖0° 到180°的角度范围，其中，所述照明元件(B1，Β2)优选具有半圆弧或者螺旋线的形状。20. 根据权利要求9至19中任一项所述的设备，其特征在于，所述相机(Κ)被构造为矩阵 相机或线阵相机，其中，所述相机(Κ)优选包括整合的、能在应用现场中编程的门阵列，其 中，所述相机(Κ)特别是被构造为用于激光切割方法的特殊相机。
【专利摘要】本发明涉及一种用于光学地形状检测和/或检查物体(G)的方法，具有以下步骤：将至少一个相机(K)、至少一个线形照明元件(B1，B2)和物体(G)相对于彼此布置为，使得物体表面(3)能被至少一个照明元件照明并能被相机(K)拍摄；至少在两个从组中选出的元件之间产生相对运动，该组包括物体(G)、至少一个照明元件(B1，B2)和相机(K)，其中，运动方向与至少一个照明元件(B1，B2)围合出不等于0°的角度；在相对运动期间，利用相机(K)拍摄物体表面(3)的图像序列(11)，其中，物体表面(3)在相机(K)的图像平面中成像；在图像平面曝光期间，利用至少一个照明元件(B1，B2)照明物体表面(3)；以及依据物体表面(3)的局部表面倾斜度和/或局部光学特性来评估所拍摄的图像序列(11)。
【IPC分类】G01B11/24, G01B11/25
【公开号】CN105492862
【申请号】CN201480048259
【发明人】C·瓦格纳, C·科鲁特
【申请人】萨科希瑞斯先进控制有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年7月1日
【公告号】EP3017273A1, WO2015000898A1