专利名称：用于测量物体的空间范围的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于测量物体，即测量任意三维体的空间范围的方法及装置。在此以测量车辆的宽度及最大高度以便能够在停车场中以节约空间的方式自动地停放该车辆为例，来举例说明本发明。对此，参考欧洲专利EP 1802 830 Al，在该专利中提出一种自动停车设备。提出，举例而言，通过使用扫描仪来测量待停放的车辆，以检测可以借助相关机器人在停车场停放车辆的现有车隙。然而，此处并没有揭示用于高效、迅速及可靠的测量的方法。现在所提出的用于对物体进行这种测量的方法及装置不仅适用于车辆，而且更一般而言适合于任何三维体，无论这些物体是什么性质；由此一般而言可确定其空间扩展，即其长度、览度或闻度。
背景技术：
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于在一个方向上测量物体的空间范围的方法及装置。所涉及的是该物体在特定点的宽度、长度或高度，或在任何点处的宽度、长度或高度，所以在确定宽度或长度的情况中，可在物体的支撑表面上确定物体的假想投射阴影(castshadow)的外侧曲线(lateral curve line)。如果确定了某一量,那么可根据垂直侧壁来测量物体的假想阴影。物体应为静止的或移动的物体。方法应尽可能快且安全地实现并提供所需的度量，即，系统应能够以I毫米的精确度检测，举例而言，约5 m长、2 m宽且高度达2 m的车辆的沿其整个长度的宽度。使用可选的已知方法，可以测定更多度量，如物体的长度及高度。该目的通过独立权利要求I中所主张的方法达成。问题通过增加权利要求7中所界定的装置解决。图I至图4显示构成本发明的基础的问题，并且本发明借助于图5和图6而提出，旨在解决该问题。根据这些图来解释其各组件(如举例而言其结构)并描述和揭示各组件的各种功能及其相互作用。此外，还根据图5的该装置解释如何实施程序。
图I :以侧视图、正视图、后视图以及俯视图显示待测量的作为物体的车辆的实例；
图2 :车辆在环形盘上的空间优化停车的俯视图，利用了车体边角处为圆形的优势；
图3 :车辆在环形盘上的空间优化停车的俯视图，利用了车体边角处为圆形的优势；
图4 :车辆在环形盘上的空间优化停车，没有利用车体边角处为圆形的优势；
图5 :以透视图显示用于对车辆形式的物体进行无接触、快速且精确测量的装置；
图6 :用于对物体进行无接触、快速且精确测量的装置的正视图，该装置由两个分开的激光器和相机组成。
具体实施例方式图I显示作为待测量的物体的实例的车辆的轮廓。重要的是应注意，车辆可配有车顶行李架(roof rack)并且于是实质上更高。此外，车辆可配有可伸缩天线或者车辆包含可以伸缩但不处于内缩位置的天线，这是当打算将车辆停放在低的场所里以节省在高度上的空间时需要考虑的事项。当俯视车辆时， 令人吃惊的是车体的边角是圆形的。在个别型号上，这种圆形可能甚至更加明显，并且重要的是要很好地利用这种圆形，如果车辆是以星形方式彼此靠近地停放在环形平台上的话。另外，必须考虑到外部的后视镜的外形轮廓(outline contour)。这些镜子在车体的侧面上伸出，当必须将汽车一个挨一个地侧向停放且必须纵向地移动以便相互靠近时必须将这些镜子考虑在内。图2显示车辆在环形盘上的空间优化停放，由此利用了车体在边角处的圆形一当俯视时。车辆A可由中央机器人移动，紧挨着早已停放在环形盘上的车辆，此处不对中央机器人予以阐述。各轮廓的几何布局显示，车辆A可沿车辆B的以虚线绘示的外侧边界线在车辆B附近移动。如果车辆B的车辆前部的圆形边将不考虑在内，而是仅仅将车辆B视为具有最大车辆长度和最大车辆宽度的矩形，那么车辆A可能不能停放得如此靠近车辆B。俯视时车体所显示的椭圆形轮廓越明显，那么可在环形盘上实现越大的空间节省。图3和图4显示这一惊人的差异。在图3中，车辆以最佳的空间节省方式停放，将车辆的外形轮廓考虑在内，如上所述。于是，对于一个停车位(parking lot)，平均便可仅仅需要15 m2。因此，可以在外径仅为8. 7 m的环形盘上一个挨一个地停放最大长度为5. 3m的车辆。在该环形盘上可以排放16辆最大长度为5. 3 m的车辆。用于16辆车辆的地面表面为16辆汽车r 8. 7 m)2 X = 237 m2，一辆汽车需要约15 m2的表面。与该布置相比，图4显示如果不是最佳地使用最大长度为5. 3 m的车辆的轮廓，而是仅仅将每辆车作为由车辆的长度及宽度界定的矩形处理，空间要求如何变化。于是，16辆车辆可停放在外径为11.2 m的环形盘上。在所示的图示中，必须要注意到半圆割线(half-cicle cut)穿过所示车辆的中心这一事实。因此，可以看到共有9个平台，并且为了补足整个圆形盘，另外增加7个未在此显示的平台，使得共有16个平台。单个车辆需要24 m2的表面。这表明与图3的解决方案相比表面增大66% !这些令人吃惊的数字表明毫米停车的重要性，由此必须最佳地使用顶视外形。如果停车区域不是圆形盘，而是方形，那么在该方形的边角区域可停放更长的汽车。因此，车辆长度是另一必须考虑的度量，以将车辆停放在包含用于中央举升泊车机(car park lift)的中央环形孔的给定方形停车处。现在，车辆尺寸及形状在长度、宽度及高度上均极为不同。然而，如果想以所示的方式最佳地停放车辆并节省空间，那么每一车辆必须单独并准确地测量，以便计算机能精确地知道必需的空间，随后可借助于机器人系统停放车辆并节省尽可能多的空间。已显示，该测量足以知道车辆的轮廓，亦即，当光束以矩形形式照在底板上时车辆在底板上的阴影，并且知道车辆的最大高度也很重要。侧向轮廓以及从正面及后面看到的轮廓可以忽略。本文所提出的方法使得能够安全且迅速地确定此类数据，尤其是对于移动的车辆，在该车辆通过测量装置时。重要的是快速地实现测量，以便不会损失不必要的时间，从而避免自动停车场前出现的交通堵塞。举例而言，顾客到达时，如果他必须在车中等待几秒钟，直到车最终被测量并且该车辆才可随后被转移到停车场，这将很糟糕。通过本发明的方法，顾客可直接驱车至机器人的前面，并且在此移动期间，该车辆被完全地测量。顾客可在停车后立即下车并离开车辆，从而机器人可立即将该车辆取走。该方法是基于测量放置待测量物体的支撑表面上的激光线(laser light line)。激光线在用于车辆的底板上使用，该线来自位于车辆正上方上的激光器，被以矩形形式引导至该表面上，随后在那里反射并被相机检测到。相机仅能拍摄到不会照射到车辆上的激光线并检测底板上未包括在车辆的场地轮廓(field contour)中的所有地方，例如底板上位于车辆的阴影之外的所有地方。该方法的该特殊特点，即原则上在接触表面上仅检测到激光线中不会照射在物体上的补余部分(complementary parts),使得不需要用垂直向下照射且随后照射在支撑表面上的激光来照射物体的整个宽度，而是，该“光幕帘(lightcurtain)”仅必须与物体的所有侧边重叠或照射物体的所有侧边。此外,不能对接收反射表面上的激光线的相机的整个图像进行评价，而是应当评价图像中激光线落在地面上的狭窄区域。这会节省许多计算功率并加速评价。自然，必须确保待测量的物体不会落入测量系统之间的盲区(blind arera)。如果对车辆进行测量,这意味着车辆不能过窄而在这些光幕帘中的一个光幕帘的外侧通过。图5中显示一种用于实现该方法的装置，并且在下文借助该图对该方法进行详细说明和解释。整个装置具有测量轨道(measuring track)17，一个待测量的物体I可沿测量轨道17移动。在所示实例中，该物体I是车辆，可自己在测量轨道17中移动的车辆。代替自移式物体1，可通过沿测量轨道17拉动、推动或滚动任何其他物体来测量所述物体。该移动能够以滑动或滑翔(hovering)方式在车轮上、导轨(rail)上或测量轨道17上进行。测量是为了确定物体I的尺寸，以便能够以节省空间的方式将该物体停放在任何地方。为此，必须确定物体的最大长度、最大宽度、最大高度以及阴影的轮廓。举例而言，如果必须以所示的最节省空间的方式停放车辆，必须可以考虑到在车体侧面伸出的镜子。如果不将这些镜子考虑在内，而是仅仅考虑裸车体，那么当通过用机器人自动排列车辆来停放车辆时将会损坏这些镜子。另外，应注意到，车辆并不具有完全矩形的底板平面，而是该平面具有圆形边角，且具体而言，车辆的前部通常制造成略微呈箭头形状。在测量轨道17的上方，布置具有两个远心透镜(telecentric lens)或具有菲涅耳透镜(Fesnel lens) 3的激光器2。作为变化形式，可使用抛物面镜来代替透镜。远心透镜通常由两个会聚透镜组成，两个会聚透镜之间有小针孔，而菲涅耳透镜是其弯曲度被沿着纵向延伸分成几个小段并表示在基板上的经典透镜(或发散透镜)。该基板可为玻璃或树脂玻璃(Plexiglas)。表示的精确度由细分的精细度(例如每毫米有I至10个凹槽)决定。这里是准远心成像，这通过将普通的相机以及上游物镜与大的菲涅耳透镜整合成一体而实现。激光器与透镜一起使用来产生激光束“幕帘”4，横向于测量轨道17延伸，该幕帘垂直地、相应地正交地落在底板上。菲涅耳透镜为批量生产产品，相应地所实现的这类激光束幕帘很便宜。该光束幕帘4的激光束或者是落在车辆I上，或者是从该车辆的外侧落在底板上，即，落在测量轨道17上，并且它们通常产生激光线5。车辆整个地驶过该光束幕帘4或相应地激光束。代替车辆，可在支撑表面上用正交于该支撑表面延伸的激光幕帘来照射任何三维物体，即使该支撑表面并不水平地延伸而是倾斜的平面，或者通过任何力将该物体维持在天花板或垂直壁上。要实现该方、法，重要的仅仅是光幕帘与物体的侧边区域重叠，而不必照射物体的中间区域，这是因为仅激光中不落在物体上的补余部分才是紧要的。随后用相机检测接触表面上的激光线。在所示实例中，检测底板上的激光线5。为了使相机6仅检测底板上的(例如测量轨道17上的)激光线5，并且车辆自身上的激光线不考虑在内，将相机在测量轨道17的纵向方向上自产生正交激光幕帘的激光器2略微地偏移。相机6拍照时是通过其自己的远心透镜或菲涅耳透镜7，仅聚焦在底板上的激光线5上，并且仅在此一个上。可使用抛物面镜来代替透镜，这样相机6便可经过抛物面镜来拍摄激光线5。在任何情况下，相机均能够检测自激光5照到相机的透镜7或照到抛物面镜上的所有光束，但相机检测不到任何其他光束。该光束幕帘表示为以几度(例如，约5° )的角度倾斜，或者根据环境，或多或少地向垂直方向倾斜。该相机6相对于激光器2偏置，可使得落在车辆上的激光线在车辆上在高出底板的某一高度处反射。在该高度处，然而，相机的透镜7或抛物面镜的光束被引导至该激光线的一旁，并不检测该线。相机的“分割界面(view split)” 8在车辆I的前车盖上指示出。它相对于发动机罩上的反射激光线5向前偏移。因此，相机看不到前车盖上的激光线。这种激光幕帘的光束到达任何待测量的物体时，相对于正交激光幕帘略微偏置的相机检测不到这些光束，并且该相机与入射激光线呈锐角而进行拍照。相机仅聚焦在物体旁边照射物体支撑表面的激光线。该方法可用在静止物体上来确定在某一地点的宽度、长度或高度，或者该测量装置(即对于激光器、透镜及相关相机)可在待测量的物体上沿长度方向移动，或者物体可通过测量装置。视情况使用的相机幕帘与激光幕帘之间的有效角度由相应的任务给出。该角度越小，则越难以测定图像中的变化。在极端情况下，两个光幕帘位于同一平面中，这将使得无法识别物体，这是因为每一光均被反射(取决于表面纹理)并且因此检测不到图像中的变化。所选择的角度越大，则可以越好地检测扁平物体。然而，这具有缺陷，举例而言，后视镜正好位于激光幕帘之后，但这恰好是相机幕帘所在。相机将不再看到激光线，并且由此确定宽度改变，尽管激光束(仍) 未中断。5度的角度自测量单元内的几何边界条件计算得出。该结果是激光器与相机之间有约5厘米的有效距离，这可通过构造而实现。这也意味着，因为这一非常小的锐角，无法检测到高度低于约5-8 cm的物体，这是因为反射的激光线在相机图像上的偏转于是仅表示几个像素，例如1-3个像素。根据车辆必须具有高出底板8 cm的高度以利用机器人来自动停车的要求，以及根据有时可在支持表面上发现灰尘、泥浆或雪的事实，这几个厘米被视作安全裕度。相机的检测数据如图5的实例中所示是通过微处理器随时间检测的并且因此在底板上界定以线性方式随时间变化的激光线。为了从所检测的数据计算出有效的物体-外形轮廓，必须要知道物体的时变速度(time-dependent velocity)。在所示的车辆实例中，速度必须在车辆通过光束幕帘时测量。在通过时车辆有可能减速或加速，或甚至完全停止，或甚至略微向后滚动。所有这些必须要考虑到。为此，该装置进一步包括其他适宜的构件来精确地测量该随时间变化的速度并创建距离时间关系曲线。这里提出它的适用于汽车的变化形式。事实上结果是汽车的车圈15可更好地反射光，这是因为轮胎在车圈15上隆起并由于其颜色暗而几乎完全将光吸收。因此，两个相机14以大约轮胎中心的水平靠近测量轨道17在外侧安装，水平距离大约为2 m至3 m。同时，以类似的高度沿测量轨道17安装光条(light bar) 16，光条16较佳将蓝光照在汽车侧面上。相机14随时间检测并存储所反射的光。利用图片处理软件，可以准确地计算用相机拍摄的图片中所检测的圆且亮的斑点的中心；这些中心对应于车圈15。因此，可以界定车辆随时间变化的速度，这是因为相机也测量时间，即，用记录的时间对图像进行校准。两台相机14的位置是已知的，因此可以根据三角法来确定两个车圈15随时间变化的位置。利用相机所检测的激光线的根据时间校准的数据，在检测车辆的轮廓时几乎能够精确到毫米。人们认为，这一精确度总是受基础技术的限制。具有极高的分辨率以及每毫米有10个部分的菲涅耳透镜的相机能够达到小于I _的精确度。如果使用实物侧远心透镜来代替菲涅耳透镜，那么可以达到高达50微米的精确度。对于使用每毫米8个凹槽的分割(cut)以及在宽度方向上有1000个像素的相机来测量汽车，目前是使用菲涅耳透镜。因此，在I m的宽度上可以实现约I mm的精确度。现在仍缺少的是车辆的高度。可使用相同的技术来检测高度。对于此处所概述的 目的，不必确定车辆轮廓的外侧可见侧。这足以测量车辆的最大高度，这时车辆的最大高度是由车辆自身、任何构造或荷载(charge)、通过天线或携带在敞篷、或滑雪板或自行车上的任何其他通常向上突出的东西(像钓鱼竿)确定，敞篷、或滑雪板或自行车安装在车辆的后部，向上伸出并随车携带。为此，布置在激光幕帘4外侧的四个现有光源9用于形成一系列水平的离散的叠加光束，这些光束在激光束幕帘4的相对侧上平行于激光幕帘的平面延伸，由此所述水平光束被扭转90度。以这种方式,它们形成光障壁(light barrier) 10。此外,存在一系列类似的叠置光传感器11，用以检测照射在测量轨道17的相对侧上的水平光束，并且存在计算机单元，用以确定光障壁10的相应的最低的未受干扰光束13。这足以用可靠的方式来确定物体或车辆I (当该车辆穿过测量轨道17时)的最大高度。如果停车场仅具有三种不同高度的停车位(parking deck)，举例而言，那么三个障壁便足够了，即一个光障壁用于最低的停车位高度，一个用于平均高度，一个用于最大的停车位高度。如果当汽车驶入停车场时没有中断任何光障壁，那么汽车适合最低的停车位，而如果所有的光障壁均被中断，那么该车一定要拒收，因为它对于最高的停车位来说也过高。当设计用于测量汽车时，测量轨道17则测量至少2. 20 m的宽度并提出至少5. 50m的长度以及最小的净高，直到远心透镜在路面以上的最低位置为至少2. 20 m。如果在具有带边角的平面图的停车场中的边角区域中有用于停放极长车辆的地方，那么测量导轨17必须适当地足够长，举例而言长达8. 00 m。对于使用该方法而言，重要的是所使用的激光器2不会对占位者(occupant)的健康带来任何危险。即使这些占位者直接长时间地注视激光幕帘，他们的眼睛也会免遭任何损害。有合适的安全标准来计算最大可允许激光功率。对于面积为I mm2的单个光点，所允许的最大光功率为I mW。由于总面积为2 m ’ I mm,所以结果总光功率为2 W。用于使用该装置对物体I (例如三维体)进行无接触、快速并精确测量的方法于是如下所述首先借助于远心透镜、菲涅耳透镜3或抛物面镜将激光2转变成正交于支撑表面延伸的光束幕帘4。该幕帘比待测量的物体I的最宽的部分要宽，并且用光学相机6在物体的两侧检测入射激光线5。在该检测期间，物体I保持静止或者该物体I以已知的速度穿过光束幕帘。相反地，整个测量装置也可在静止的物体上方纵向地移动。相机6在幕帘光束4外布置在相对于激光器2静止的位置上并通过远心透镜、菲涅耳透镜7或经由抛物面镜进行拍照。由此可检测相互平行地延伸并与激光线5呈锐角的光束。由此所获得的数据使得能够计算物体I的底部轮廓。这样来确定物体或车辆的高度许多光源9发送一系列以离散方式水平地相互叠加布置的光束，以实现平行于激光束幕帘的平面但在激光束幕帘4的相对侧上正交于该的幕帘的激光束的光障壁10，并且在那里用相同系列的相互叠加地布置的光传感器11检测光障壁10的光束。当物体I完全通过在开始时未受干扰的光束幕帘4时便实现了物体I的距离时间关系曲线。将通过计算机分析所记录的数据。仅对所反射的激光线5的那些在检测时所经过的位置与物体通过光束幕帘之前相同的部分相对于其在平面上的记录时间进行绘制。此外，根据物体I已完成的距离来确定光障壁10的最低的未受干扰的光束13。由此获得的物体I的底部轮廓对应于物体I在其支撑表面上的垂直阴影，并且由光障壁10的未受干扰的光束13所确定的物体的最大高度用于测量在具有高度限制的支撑平面上的所需位置。举例而言，这样来确定物体的距离时间关系曲线借助于光源16照射在物体I的 侧面上两个自然存在的或必须插入的光反射区域15，并且借助于两个水平地偏置的光学相机14以叠加的方式检测所反射的光。用计算确定所捕获的光反射区域15的中心。之后，用三角测量法来计算各中心的位置，其中将中心的移动所经过时间考虑在内，并且用这些数据来确定距离时间关系曲线。图6显示适合于特别宽的物体的应用。为此，使用两个激光器2、2’和两个相机6、6’。于是，对于物体的每一侧均提供专用的激光幕帘4、4’，激光幕帘4、4’与物体的侧边重叠。两个激光幕帘4、4’之间的区域无关紧要，这是因为仅检测照射支撑表面的激光线5，例如物体上的补余部分，例如自物体外侧的支撑表面反射的光。所示的测量方法特别稳定，这是因为该方法不受物体的影响，例如检测在支撑表面上反射的光。它特别适合于宽度、长度或高度超过20 cm的物体。该方法允许物体(例如宽度、长度或高度)在特定位置处或在某一时间上的延伸。物体可以是静止的，或可以移动或被移动。对于静止的物体，整个测量装置可沿物体移动。该方法的精确度基本上取决于所用相机的分辨率。对于每米1000个像素的分辨率，可获得I mm的分辨率并且由此获得相应的测量精确度。在为小物体的情况下，使用远心透镜，但出于成本和实际的原因，对于超过20 cm的空间范围使用菲涅耳透镜。在远心或准运心图像中，景深(depth of sharpness)范围很有限。对于所简要说明的测量车辆的情况，该景深范围为几厘米。但是由于仅仅在接触表面上的激光图像具有意义，所以仅需要聚焦在支撑表面上。这可增加总的稳定性，这是因为模糊的图像只能以有限的方式用于测量。
权利要求
1.一种用于对例如三维体等物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的方法，其中借助于相关的远心透镜/菲涅耳透镜(Fresnel lens) (3)或抛物面镜将至少一激光(2)转变成各自正交于所述物体(I)的支撑表面的光束幕帘(4)，使得所反射的激光线(5)照射到所述待测量的物体(I)的两侧上，部分地照射到所述物体上且部分地照射到所述支撑表面上，由此用至少一光学相机(6)以及远心透镜/菲涅耳透镜(7)或抛物面镜来检测照射所述支撑表面的每一激光线(5 )，所述至少一光学相机(6 )布置在所述光束幕帘(4 )外相对于所述相关的激光器(2)静止的位置，所述远心透镜/菲涅耳透镜(7)或抛物面镜可检测来自所述激光线(5 )的光束，所述光束相互平行并与所述光束幕帘(4 )呈锐角。
2.如权利要求I中所述的用于对物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的方法，其中两个激光(2)各自借助于相关的远心透镜/菲涅耳透镜(3)或通过抛物面镜转变成正交于所述物体(I)的支撑表面的光束幕帘(4)，由此在所述待测量的物体(I)的两侧上均获得反射的激光线(5)，部分地照射到所述物体上且部分地照射到所述支撑表面上，由此通过相关的光学相机(6)检测照射所述支撑表面的所述激光线(5)中的每一激光线，所述光学相机(6)布置在所述光束幕帘(4)外相对于所述相应的激光器(2)而言固定的位置中并通过远心透镜/菲涅耳透镜(7)检测来自所述激光线(5)的平行连续光束，所述光束与所述光束幕帘(4)呈锐角。
3.如权利要求I中所述的用于对物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的方法，其中采用相关的远心透镜/菲涅耳透镜(3)或抛物面镜将单个激光(2)转变成正交于所述物体(I)的支撑表面的光束幕帘(4)，使得所反射的激光线(5)部分地在所述物体上反射，并且也部分地在所述待测量的物体(I)的宽度上在所述支撑表面上反射，由此由光学相机(6)通过远心透镜/菲涅耳透镜(7)或抛物面镜检测入射在所述表面上的所述激光线(5)中的每一激光线，所述相机(6)布置在所述激光幕帘(4)外相对于所述激光器(2)而言固定的位置上并检测所述激光线(5)的相互平行的光束，所述光束与所述光束幕帘(4)呈锐角。
4.如前述权利要求中任一项中所述的用于对物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的方法，其中为进一步确定在所述激光束幕帘(4)外侧的所述支撑表面上的所述物体的高度，许多光源(9)发送一系列以离散方式水平地相互叠加布置的光束，以实现光障壁(10)，所述光障壁(10)平行于所述激光束幕帘的平面但在所述激光束幕帘(4)的相对侧上正交于所述幕帘的激光束，并且在那里用相等系列的光传感器(11)检测所述光障壁(10)的光束。
5.如前述权利要求中任一项中所述的用于对物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的方法，其中为了进一步确定所述物体的底部轮廓，在某一方向上使所述物体(I)完全驶过所述光束幕帘(4)，并由此记录所述物体(I)的距离时间关系曲线，并且随后借助于计算机对所记录的数据进行评价，其中仅对所反射的激光线(5)的那些在检测时所经过的位置与所述物体通过所述光束幕帘之前相同的部分相对于其在平面上检测的时间进行绘制，并且对所述光障壁的最低的未受干扰的光束(13)进行界定，以确定最大物体高度。
6.如权利要求4中所述的用于对物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的方法，其中如下所述来记录所述物体(I)的距离时间关系曲线借助于光源(16)照射所述物体(I)的侧面上的两个自然存在的光反射区域或待放置的光反射区域(15)，并且借助于两个水平地偏置的光学相机(14)以叠加的方式检测所反射的光，然后通过计算确定所述所记录的光反射区域(15)的中心，并且之后通过对所述中心的三角测量法来计算其位置，其中将所经过时间考虑在内，并且创建距离时间关系曲线。
7.一种用于对表示三维体的物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的装置，由用于所述物体(I)的支撑表面、激光器(2 )组成，所述激光器(2 )具有远心透镜/菲涅耳透镜(3)或具有抛物面镜，用以产生光束幕帘(4)，所述光束幕帘(4)正交于所述支撑表面延伸，并且进一步包含相机(6)，所述相机(6)相对于所述激光器而言偏置并配有前置式(forward-spaced)远心透镜/菲涅耳透镜(7)或抛物面镜，以便检测照射在其上的与所述光束幕帘(4)呈锐角的所述激光线(5)的所有未受干扰的反射光点。
8.如权利要求7中所述的用于对表示三维体的物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的装置，由用于所述物体(I)的呈测量轨道(17)形式的支撑表面、激光器(2)以及相机(6)组成，所述激光器(2)具有远心透镜/菲涅耳透镜(3)或抛物面镜，以产生正交 于所述支撑表面延伸的光束幕帘(4)，所述相机(6)相对于所述激光器偏置并配有前置式远心透镜/菲涅耳透镜(7)或抛物面镜，以便检测照射在其上的与所述光束幕帘(4)呈锐角的所述激光线(5)的所有光点，以及包含用于检测并记录所述物体(I)在测量轨道(17)上移动通过所述光束幕帘(4)的速度的构件。
9.如权利要求7中所述的用于对表示三维体的物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的装置，包含用于所述物体(I)的呈测量轨道(17)形式的支撑表面、可沿所述测量轨道(17 )移动的激光器(2 )，所述激光器(2 )具有远心透镜/菲涅耳透镜(3 )或抛物面镜，以产生正交于所述支撑表面延伸的光束幕帘(4)，并且也包含相机(6)，所述相机(6)相对于所述激光器偏置并且所述相机(6)可与所述激光器一起移动，所述相机(6)具有前置式远心透镜/菲涅耳透镜(7)或抛物面镜，以便检测照射在其上的与所述光束幕帘(4)呈锐角的所述激光线(5)的所有未受干扰的反射光点，以及包含用于检测并记录所述激光器(2)以及所述相机(6)的相对于所述测量轨道(17)的速度。
10.如权利要求8中所述的用于对表示三维体的物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的装置，其中用于检测并记录所述物体(I)在所述测量轨道(17)上移动通过所述光束幕帘(4)的速度的所述构件包含光源(16)、两个水平地在所述测量轨道(17)外侧偏移的相机(14)以及计算机单元，所述光源(16)发蓝光，布置在所述测量轨道(17)的外侧，所述相机(14)用于检测两个自然存在于所述物体的侧面上的反射区域(15)或布置在所述物体的侧面上的相同水平处的人工反射区域(15)，所述计算机单元用于分析所检测到的数据并用于通过三角测量法来确定所述反射区域(15)的中心以及其随时间的偏移，并且由此创建在所述测量轨道(17)上移动或被移动通过所述测量轨道(17)的物体(I)的距离时间关系曲线。
11.如权利要求7、8或10中任一项中所述的用于对表示三维体的物体(I)的空间范围进行无接触、快速且精确测量的装置，其中对于测量在所述测量轨道(17)上移动通过所述光束幕帘(4)的所述物体的最大高度，许多光源(9)布置在所述激光束幕帘(4)的外侧，以便形成一系列离散的叠加光束，所述光束水平地并横向地穿过所述激光束幕帘(4)的平面至所述光束幕帘(4)的另一侧，并由此形成光障壁(10)，以及包含类似系列的相互叠加放置的光传感器(11)，以检测所述水平地照射的光束，以及包含计算机单元，用于确定所述光障壁(10)的相应的最低的未受 干扰光束(13)。
全文摘要
装置包含测量轨道(17)、激光器(2)，在测量轨道(17)上驾驶或移动物体(1)，激光器(2)具有远心透镜/菲涅耳透镜(3)，用以产生横向于测量轨道(17)延伸的垂直光束幕帘(4)。此外，相机(6)在测量轨道(17)的纵向方向上偏离激光器(2)，同样地前面放置有远心透镜/菲涅耳透镜(7)。使用所述相机以与光束幕帘(4)呈锐角来检测入射在测量轨道(17)的底板上的激光线(5)中未受干扰地在测量轨道(17)的底板上反射的所有光点。此外，提供用于检测并记录物体(1)在测量轨道(17)上移动通过光束幕帘(4)的速度的构件，从而可创建距离时间关系曲线。通过由此所获得的数据，可确定物体的底板轮廓，换言之，可确定物体在底板上由垂直入射光所产生的阴影。也使用光障壁布置来确定物体的最大高度。
文档编号G01B11/24GK102753934SQ201080026071
公开日2012年10月24日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者安德里亚斯.格里斯 申请人:天际停车公司