确定至少一个对象的位置的检测器的制作方法

文档序号:21279361发布日期:2020-06-26 23:29阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于确定至少一个对象(112)的位置的检测器(110),所述检测器(110)包括

-具有光学传感器(120)的矩阵(118)的至少一个传感器元件(116),所述光学传感器(120)各自具有光敏区(122),其中,每个光学传感器(120)被设计为响应于由从所述对象(112)向所述检测器(110)传播的反射光束(182)对其相应光敏区(122)的照射来生成至少一个传感器信号,其中,所述传感器元件(116)适于确定至少一个反射图像(126);

-至少一个评估装置(128),其中,所述评估装置(128)适于选择所述反射图像(126)的至少一个反射特征,其中,所述评估装置(128)被配置为通过根据所述传感器信号评估组合信号q来确定所述反射图像(134)的所选择的反射特征的至少一个纵向区域(130),其中,所述评估装置(128)适于确定至少一个参考图像(134)中的与所述纵向区域(130)相对应的至少一个位移区域(132),其中,所述评估装置(128)适于将所选择的反射特征与所述位移区域(132)内的至少一个参考特征匹配。

2.根据前一权利要求所述的检测器(110),其中,所述评估装置(128)适于确定所匹配的参考特征和所选择的反射特征的位移,其中,所述评估装置(128)适于使用纵向坐标和所述位移之间的预定关系来确定所匹配的特征的纵向信息。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器(110),其中,所述评估装置(128)被配置为通过以下各项中的一项或多项来导出所述组合信号q:除以所述传感器信号、除以所述传感器信号的倍数、除以所述传感器信号的线性组合。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器(110),其中,所述评估装置(128)被配置为使用所述组合信号q和所述纵向区域之间的至少一个预定关系来确定所述纵向区域。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器(110),其中,所述评估装置(128)适于通过评估所述组合信号q来确定所选择的反射特征的至少一个纵向坐标z,其中,所述纵向区域(130)由所述纵向坐标z和误差区间±ε给出。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器(110),其中,所述参考图像(134)和所述反射图像(126)是在具有固定距离的不同空间位置处确定的所述对象的图像,其中,所述评估装置(128)适于确定所述参考图像(134)中的极线(136)。

7.根据前述两个权利要求所述的检测器(110),其中,所述位移区域(132)沿着所述极线(136)延伸,其中,所述评估装置(128)适于确定与所述纵向坐标z相对应的沿着所述极线(136)的所述参考特征并确定与误差区间±ε相对应的沿着所述极线(136)的所述位移区域(132)的范围。

8.根据前述权利要求所述的检测器(110),其中,所述评估装置(128)被配置为执行以下步骤:

-针对每个反射特征的所述图像位置确定所述位移区域;

-将极线分配到每个反射特征的所述位移区域,诸如通过最靠近位移区域和/或在位移区域内和/或沿与所述极线正交的方向最靠近位移区域分配所述极线;

-将至少一个参考特征分配到和/或确定到每个反射特征,诸如通过最靠近所分配的位移区域和/或在所分配的位移区域内和/或沿所分配的极线最靠近所分配的位移区域和/或沿所分配的极线在所分配的位移区域内分配所述参考特征。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器(110),其中,所述评估装置(128)适于通过使用考虑所确定的纵向坐标z的至少一个评估算法将所述反射图像(126)的所选择的特征与所述位移区域(132)内的所述参照特征匹配,其中,所述评估算法是线性缩放算法。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器(110),其中,所述评估装置(128)被配置为通过以下公式导出所述组合信号q:

其中,x和y是横向坐标,a1和a2是所述反射光束(182)在所述传感器位置处的至少一个束轮廓的不同区,e(x,y,zo)表示在对象距离zo处给定的所述束轮廓,其中,所述传感器信号中的每一者包括所述反射光束的所述束轮廓的至少一个区的至少一项信息。

11.根据前一权利要求所述的检测器(110),其中,所述光敏区(122)被布置为使得第一传感器信号包括所述束轮廓的第一区的信息,并且第二传感器信号包括所述束轮廓的第二区的信息,其中,所述束轮廓的所述第一区和所述束轮廓的所述第二区是相邻区域或重叠区域中的一者或两者。

12.根据前一权利要求所述的检测器(110),其中,所述评估装置(128)被配置为确定所述束轮廓的所述第一区和所述束轮廓的所述第二区,其中,所述束轮廓的所述第一区基本上包括所述束轮廓的边缘信息,并且所述束轮廓的所述第二区基本上包括所述束轮廓的中心信息,其中,所述边缘信息包括与所述束轮廓的所述第一区中的光子数有关的信息,并且所述中心信息包括与所述束轮廓的所述第二区中的光子数有关的信息。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器(110),其中,所述至少一个评估装置(128)被配置为通过以下步骤来评估所述传感器信号:

a)确定具有最高传感器信号的至少一个光学传感器(120)并形成至少一个中心信号;

b)评估所述矩阵(118)的所述光学传感器(120)的传感器信号并形成至少一个和信号;

c)通过组合所述中心信号和所述和信号来确定至少一个组合信号;以及

d)通过评估所述组合信号来确定所述纵向区域。

14.根据前一权利要求所述的检测器(110),其中,所述组合信号是商信号q,其通过以下各项中的一项或多项导出:形成所述中心信号与所述和信号的商,或者反之;形成所述中心信号的倍数与所述和信号的倍数的商,或者反之;形成所述中心信号的线性组合与所述和信号的线性组合的商,或者反之。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器(110),其中,所述检测器(110)包括至少一个照射源(124),其中,所述照射源(124)适于生成用于照射所述对象(112)的至少一个照射图案,其中,所述照射图案包括选自包括以下各项的组的至少一个图案:至少一个点图案,特别是伪随机点图案;包括至少一个已知特征的至少一个图案。

16.根据前一权利要求所述的检测器(110),其中,所述传感器元件(116)适于确定至少一个反射图案,其中,所述评估装置(128)适于选择所述反射图案的至少一个特征并且通过根据所述传感器信号评估所述组合信号q来确定所述反射图案的所选择的特征的所述纵向区域(130)。

17.根据前一权利要求所述的检测器(110),其中,所述参考图像(134)是在所述照射源(124)的位置处的图像平面处的所述照射图案的图像,其中,所述评估装置(128)适于确定所述参考图像(134)中的与所述反射图案的所选择的特征的所述纵向区域(130)相对应的所述位移区域(132),其中,所述评估装置(128)适于将所述反射图案的所选择的特征与所述位移区域(132)内的所述参考图案的至少一个特征匹配。

18.根据前述权利要求中的任一项所述的检测器(110),其中,所述检测器(110)包括至少两个传感器元件(116),每个所述传感器元件(116)具有光学传感器(120)的矩阵(118),其中,至少一个第一传感器元件(142)和至少一个第二传感器元件(144)被定位在不同的空间位置处,其中,所述第一传感器元件(142)和所述第二元件(144)之间的相对距离固定,其中,所述至少一个第一传感器元件(142)适于确定至少一个第一反射图案,并且所述至少一个第二传感器元件(144)适于确定至少一个第二反射图案,其中,所述评估装置(128)适于选择由所述第一传感器元件(142)或所述第二传感器元件(144)确定的至少一个图像作为反射图像(126),并且适于选择由所述第一传感器元件(142)或所述第二传感器元件(144)中的另一者确定的至少一个图像作为参考图像(134)。

19.一种用于确定至少一个对象(112)的位置的检测器系统(148),所述检测器系统(148)包括根据前述权利要求中的任一项所述的至少一个检测器(110),所述检测器系统(148)进一步包括至少一个信标装置(150),所述信标装置(150)适于将至少一个光束朝向所述检测器(110)引导,其中,所述信标装置(150)是以下各项中的至少一项:可附接到所述对象(112)、可由所述对象(112)保持以及可集成到所述对象(112)中。

20.一种用于在用户(170)和机器(184)之间交换至少一项信息的人机接口(152),其中,所述人机接口(152)包括根据前一权利要求的至少一个检测器系统(148),其中,所述至少一个信标装置(150)适于是直接或间接地附接到所述用户(170)、和由所述用户(170)保持中的至少一者,其中,所述人机接口(152)被设计为借助所述检测器系统(148)来确定所述用户(170)的至少一个位置,其中,所述人机接口(152)被设计为将至少一项信息分配给所述位置。

21.一种用于执行至少一个娱乐功能的娱乐装置(154),其中,所述娱乐装置(154)包括根据前一权利要求的至少一个人机接口(152),其中,所述娱乐装置(154)被设计为使得玩家能够借助所述人机接口(152)输入至少一项信息,其中,所述娱乐装置(154)被设计为根据所述信息改变娱乐功能。

22.一种用于跟踪至少一个可移动对象(112)的位置的跟踪系统(156),所述跟踪系统(156)包括根据涉及检测器系统(148)的前述权利要求中的任一项的至少一个检测器系统(148),所述跟踪系统(156)进一步包括至少一个轨迹控制器(186),其中,所述轨迹控制器(186)适于在特定时间点跟踪所述对象(112)的一系列位置。

23.一种用于确定场景的深度轮廓的扫描系统(158),所述扫描系统包括根据涉及检测器的前述权利要求中的任一项的至少一个检测器(110),所述扫描系统(158)进一步包括至少一个照射源(124),所述照射源(124)适于用至少一个光束扫描所述场景。

24.一种用于对至少一个对象(112)成像的相机(146),所述相机(146)包括根据涉及检测器的前述权利要求中任一项的至少一个检测器(110)。

25.一种通过使用根据涉及检测器的前述权利要求中的任一项的至少一个检测器(110)来确定至少一个对象(112)的位置的方法,所述方法包括以下步骤:

-响应于由从所述对象(112)向所述检测器(110)传播的至少一个反射光束(182)对至少一个传感器元件(116)的照射,生成至少两个传感器信号,所述至少一个传感器元件(116)具有光学传感器(120)的矩阵(118),所述光学传感器(120)各自具有光敏区(122);

-通过使用所述传感器元件(116)来确定至少一个反射图像(126);

-选择反射图像(126)的至少一个反射特征并且通过使用至少一个评估装置(128)来评估所述传感器信号,由此确定所选择的反射特征的至少一个纵向区域(130),其中,所述评估包括根据所述传感器信号来评估组合信号q;

-确定至少一个参考图像(134)中的与所述纵向区域(130)相对应的至少一个位移区域(132);

-将所选择的反射特征与在所述位移区域(132)内的至少一个参考特征匹配。

26.根据关于检测器的前述权利要求中任一项所述的检测器(110)的用途,出于使用目的,所述用途选自包括以下各项的组:交通技术中的位置测量;娱乐应用;安保应用;监视应用;安全应用;人机接口应用;物流应用;跟踪应用;户外应用;移动应用;通信应用;摄影应用;机器视觉应用;机器人应用;质量控制应用;制造应用。


技术总结
提出了一种用于确定至少一个对象(112)的位置的检测器(110)。检测器(110)包括:‑具有光学传感器(120)的矩阵(118)的至少一个传感器元件(116),所述光学传感器(120)各自具有光敏区(122),其中,每个光学传感器(120)被设计为响应于从所述对象(112)向所述检测器(110)传播的反射光束(182)对其相应光敏区(122)的照射来生成至少一个传感器信号,其中,所述传感器元件(116))适于确定至少一个反射图像(126);‑至少一个评估装置(128),其中,所述评估装置(128)适于选择所述反射图像(126)的至少一个反射特征,其中,所述评估装置(128)被配置为通过根据所述传感器信号评估组合信号Q来确定所述反射图像(134)的所选择的反射特征的至少一个纵向区域(130),其中,所述评估装置(128)适于至少一个参考图像(134)中的与所述纵向区域(130)相对应的至少一个位移区域(132),其中,所述评估装置(128)适于将所选择的反射特征与所述位移区域(132)内的至少一个参考特征匹配。

技术研发人员:P·辛德勒;P·席伦;M·埃伯斯帕奇;C·伦纳茨;R·森德;I·布鲁德;H·亨根;L·迪塞尔伯格
受保护的技术使用者:特里纳米克斯股份有限公司
技术研发日:2018.08.28
技术公布日:2020.06.26
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