用于在非可見光譜范圍內(nèi)生成3d位置分辨的測量結(jié)果的測量方法和測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包括用于在非可見光譜范圍內(nèi)檢測位置分辨的測量結(jié)果的拍攝裝置(2)的測量裝置(1)，借助圖像深度測量單元(6)進行圖形深度測量，該圖形深度測量為位置分辨的測量結(jié)果的測量值分別指派一個距離或位置信息(x、y、z)，所述距離或位置信息表示測量目標(biāo)(5)的表面區(qū)域(9)相對于拍攝裝置(2)的距離或位置，從所述表面區(qū)域檢測電磁輻射以生成測量值(16、T)。
【專利說明】用于在非可見光譜范圍內(nèi)生成3D位置分辨的測量結(jié)果的測量方法和測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在非可見光譜范圍內(nèi)生成位置分辨的測量結(jié)果的測量方法，其中，在圖像拍攝過程中借助拍攝裝置在非可見光譜范圍內(nèi)位置分辨地檢測和測量測量目標(biāo)的電磁輻射并且用檢測到的輻射的測量值來填充一個二維像素陣列的像素。
[0002]本發(fā)明還涉及一種測量裝置，其包括具有用于在非可見光譜范圍內(nèi)位置分辨地檢測測量目標(biāo)的電磁輻射的檢測器的拍攝裝置，在此，檢測器定義像素的一個二維像素陣列，該像素陣列可被填充關(guān)于檢測到的輻射的測量值。

【背景技術(shù)】
[0003]這類方法和測量裝置是已知的并且以下述方式提供測量值的二維像素陣列，gp，與角度有關(guān)地檢測電磁輻射以生成位置分辨的測量結(jié)果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)在于擴大進一步處理這種測量結(jié)果的可能性。
[0005]為了解決所述任務(wù)，在開頭所描述類型的測量方法中，根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，進行圖像深度測量，其中，為像素陣列的每個像素分別測量或計算一個距離或位置信息，該距離或位置信息表示在圖像拍攝過程的時刻測量目標(biāo)的配屬給相應(yīng)像素的表面區(qū)域相對于拍攝裝置的距離或位置。因此，借助該距離或位置信息可提供測量目標(biāo)的三維的表面結(jié)構(gòu)或表面狀態(tài)的說明。因此，借助所述說明可將二維的像素陣列用于下游的進一步處理或評估，方法是，例如可計算三維、即立體的測量值梯度或3D測量曲線(Messprofil)。替換或附加地，距離或位置信息可用于在所拍攝的包含測量目標(biāo)的場景中確定深度，以便控制拍攝裝置的自動聚焦。距離或位置信息還可用于推導(dǎo)關(guān)于測量目標(biāo)上的表面的定向和設(shè)置的空間信息并且可將其用于考慮或補償電磁輻射的反射特性和/或發(fā)射特性。
[0006]此外，借助圖像深度測量的距離或位置信息還可對測量目標(biāo)進行目標(biāo)識別，以便自動識別測量目標(biāo)的確定等級，因為距離或位置信息允許進行立體或三維結(jié)構(gòu)的特征識另IJ。這例如能夠?qū)嵤允固匦郧€或空間形狀能夠自動被識別。
[0007]此外，距離或位置信息還可用于將多個具有測量值的像素陣列尤其是通過拼合(stitching)組合成一個3D全景，所述測量值針對不同的、彼此重疊的立體角所拍攝。
[0008]最后，借助距離或位置信息可從具有測量值的二維像素陣列中生成3D輪廓或3D模型，其被填充測量值或從其推導(dǎo)出的值。
[0009]距離或位置信息在此可以作為測量目標(biāo)的表面區(qū)域一從該表面區(qū)域在每個像素上生成測量值——和拍攝裝置的一個虛擬點或真實點之間的與像素有關(guān)的距離參數(shù)存在。但也可規(guī)定，距離或位置信息例如作為所述表面區(qū)域的三維或多維的絕對位置參數(shù)而被測量。
[0010]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，在圖像深度測量中從不同拍攝位置拍攝測量目標(biāo)的至少兩個圖像。因此可將在從不同拍攝位置產(chǎn)生的圖像之間測量目標(biāo)的視差或看起來的位置變化用于幾何計算距離或位置信息。為此可使用已知的幾何定律。特別有利的是同時拍攝圖像。在此有利的是，測量目標(biāo)在兩個圖像之間不能改變，從而可避免在測量或計算距離或位置信息時出現(xiàn)測量或計算誤差。已證明有利的是，在圖像深度測量中在可見光譜范圍內(nèi)拍攝測量目標(biāo)的所述至少兩個圖像。在此有利的是，在可見光譜范圍內(nèi)拍攝情況下的圖像數(shù)據(jù)特別適合用于計算距離或位置信息。為此，優(yōu)選使用至少一個Vis攝像機(可見光攝像機)。
[0011]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，從對所拍攝圖像的比較、尤其是通過逐像素的比較中推導(dǎo)出距離或位置信息。這例如可通過確定在所述圖像之間測量目標(biāo)的表面區(qū)域的位置的至少一個看起來的變化來進行。在此有利的是，可借助已知的幾何定律來推導(dǎo)所需的距離或位置信息。為此可借助交叉相關(guān)或特征分析或以其它方式來比較圖像，以便確定在所述圖像之間測量目標(biāo)的表面區(qū)域的位置的看起來的變化。由該看起來的變化可對于每個圖像計算與像素有關(guān)的拍攝方向。針對計算的拍攝方向，為彼此在內(nèi)容上對應(yīng)的像素分別計算拍攝方向的交點。從該交點可逐像素地計算出所需的距離或位置信息。
[0012]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，在圖像深度測量中，可測量掃描光束的運行時間。在此有利的是，可直接從運行時間計算出相對于測量目標(biāo)的距離參數(shù)形式的距離或位置信息。替換或附加地可規(guī)定，在圖像深度測量中，可測量掃描光束的相位調(diào)制。在此，例如可使用干涉效應(yīng)來測量距離或位置信息。為了生成與像素有關(guān)的距離或位置信息可規(guī)定，掃描光束在測量目標(biāo)上運動。在此有利的是，對于測量目標(biāo)的不同表面區(qū)域可獲取獨特的距離或位置信息。運行時間的測量例如可借助脈沖掃描光束來實現(xiàn)。
[0013]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，在圖像深度測量中將圖樣序列投影到測量目標(biāo)上并且接收和評估從測量目標(biāo)反射回的圖樣序列。通過測量目標(biāo)的三維的表面結(jié)構(gòu)或表面狀態(tài)，所投影的圖樣序列的圖樣分別在測量目標(biāo)的拍攝中相對于原始圖樣形態(tài)變形。由該變形可以以已知方式計算所需的距離或位置信息。在此有利的是，可在很短的時間內(nèi)同時為像素陣列的大量像素進行圖像深度測量。因此，也可很好地處理運動的或劇烈變化的測量目標(biāo)。
[0014]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，所述像素陣列的測量值自動轉(zhuǎn)換成視覺上可感知的信號。例如像素陣列的測量值可轉(zhuǎn)換成偽彩色編碼的信號。優(yōu)選為此設(shè)置色彩條(Farbkeil)，借助該色彩條可將測量值轉(zhuǎn)換成色值。在此有利的是，位置分辨的測量值可簡單地在視覺上可感知。
[0015]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，從測量或計算出的距離或位置信息自動生成測量目標(biāo)或其一部分的數(shù)字立體圖。在此有利的是，可自動考慮由測量目標(biāo)的立體表面結(jié)構(gòu)或表面形態(tài)造成的影響。附加或替換地，可生成測量目標(biāo)的3D模型，該3D模型在其三維像素點上記錄有相配的測量值。在這種方式中，測量目標(biāo)例如可借助其測量值被描繪于測量目標(biāo)的所提供的CAD數(shù)據(jù)中。
[0016]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，從位置分辨的測量結(jié)果和測量到或計算出的距離或位置信息計算測量目標(biāo)的兩個圖像示圖，通過所述圖像示圖源自彼此錯開設(shè)置的拍攝位置地再現(xiàn)測量目標(biāo)。在此有利的是，通過這種方式可立體地顯示或示出測量目標(biāo)以及包含測量目標(biāo)的場景。例如可彼此分開地生成和示出所述圖像示圖。
[0017]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定,在立體的顯示單元上示出測量目標(biāo)的圖像示圖。在此可同時或交替地示出圖像示圖。立體的顯示單元因此可構(gòu)造為具有相應(yīng)透鏡光柵或相應(yīng)條紋掩模的自動立體顯示器、具有快門鏡技術(shù)的顯示器、具有偏振濾光器技術(shù)的顯示器、具有快門和/或偏振濾光器的投影儀和/或2D或3D電腦顯示器。
[0018]為了檢測與溫度有關(guān)的測量值可規(guī)定，作為非可見光譜范圍使用紅外光譜范圍。在此有利的是，作為拍攝裝置使用熱成像儀。
[0019]為了解決所述任務(wù)，在開頭所提類型的測量裝置中根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，設(shè)置圖像深度測量單元，借助該圖像深度測量單元可為像素陣列的每個像素測量或計算一個距離或位置信息，該距離或位置信息表示測量目標(biāo)的配屬給相應(yīng)像素的表面區(qū)域相對于拍攝裝置的距離或位置。在此有利的是，可提供距離或位置信息形式的附加的數(shù)據(jù)組，借助該附加數(shù)據(jù)組可立體地顯示或處理測量值。
[0020]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，所述圖像深度測量單元構(gòu)造和定位用于從不同的拍攝位置拍攝測量目標(biāo)的至少兩個圖像。因此構(gòu)造了簡單的器件，以便從所述至少兩個圖像之間的視差或看起來的圖像位移來計算所需的距離或位置信息。為了避免測量目標(biāo)在兩個圖像的拍攝之間改變，有利的是，圖像深度測量單元構(gòu)造和定位用于從不同的拍攝位置同時拍攝測量目標(biāo)的至少兩個圖像。
[0021]可規(guī)定，所述圖像深度測量單元具有至少一個用于拍攝測量目標(biāo)的圖像的攝像機。當(dāng)圖像深度測量單元構(gòu)造和設(shè)立用于在可見光譜范圍內(nèi)的拍攝時，可在距離或位置信息的計算中獲得特別好的結(jié)果。為此圖像深度測量單元具有至少一個VIS攝像機。
[0022]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，所述圖像深度測量單元構(gòu)造和設(shè)立用于比較所拍攝的圖像并且從該比較中推導(dǎo)出距離或位置信息。例如可規(guī)定，圖像深度測量單元構(gòu)造和設(shè)立用于確定在所述圖像之間測量目標(biāo)的表面區(qū)域的位置的至少一個看起來的變化。在此有利的是，可為其中每個所拍攝的圖像計算與像素有關(guān)的拍攝方向，由該拍攝方向可推導(dǎo)出與像素有關(guān)的距離或位置信息。
[0023]在此特別有利的是，在圖像深度測量單元中存儲所拍攝的圖像的像素和測量值的像素陣列的像素之間的對應(yīng)關(guān)系并且準(zhǔn)備使用。在此有利的是，為所拍攝圖像的像素計算的距離或位置信息可簡單地配屬給像素陣列的像素。
[0024]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，所述圖像深度測量單元設(shè)立用于測量掃描光束的運行時間和/或相位調(diào)制。為此可規(guī)定，掃描光束可被振幅調(diào)制和/或相位調(diào)制。借助振幅調(diào)制例如可使脈沖變形，借助脈沖可簡單地進行運行時間測量。特別有利的是，掃描光束可在測量目標(biāo)上運動地設(shè)定。在此有利的是，可進行與角度有關(guān)的運行時間測量和/或相位調(diào)制測量，從所述測量中可推導(dǎo)出與像素有關(guān)的距離或位置信息。在此情況下，圖像深度測量單元可具有用于掃描光束的相應(yīng)控制單元。
[0025]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，所述圖像深度測量單元設(shè)立用于將圖樣序列投影在測量目標(biāo)上以及用于接收和評估從測量目標(biāo)反射回的圖樣序列。在此有利的是，從在拍攝中圖樣序列的所投影的圖樣的失真可得出測量目標(biāo)的表面結(jié)構(gòu)或表面形態(tài)。在此情況下圖像深度測量單元具有相應(yīng)的計算裝置，其能夠從所投影的圖樣序列的失真圖樣計算出距離或位置信息。
[0026]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，構(gòu)造數(shù)據(jù)處理單元，其設(shè)立用于將像素陣列的測量值自動轉(zhuǎn)換為視覺上可感知的信號。例如可規(guī)定，所述信號是偽彩色編碼的。為此，色彩條可在測量裝置中存儲地被準(zhǔn)備，借助所述色彩條可將測量值轉(zhuǎn)換為色值。
[0027]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，所述數(shù)據(jù)處理單元設(shè)立用于從測量或計算出的距離或位置信息自動生成測量目標(biāo)或其一部分的數(shù)字立體圖。在此有利的是，通過這種方式可形成測量目標(biāo)的3D模型，該3D模型可提供用于進一步處理。
[0028]計算出的數(shù)字立體圖例如可用于從不同視向顯示測量目標(biāo)。
[0029]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，所述數(shù)據(jù)處理單元設(shè)立用于從位置分辨的測量結(jié)果和測量或計算出的距離或位置信息計算兩個圖像示圖，通過所述圖像示圖源自彼此錯開設(shè)置的拍攝位置再現(xiàn)測量目標(biāo)。在此有利的是，可進行立體顯示或輸出。此外有利的是，可三維地顯示測量結(jié)果的測量值。例如可通過這種方式計算立體的測量值梯度。
[0030]在本發(fā)明的一種方案中可規(guī)定，構(gòu)造顯示單元，其設(shè)立用于立體地顯示測量目標(biāo)的圖像示圖。在此有利的是，使用者可直接觀察測量目標(biāo)的三維圖像示圖。在此立體顯示可以設(shè)立用于測量目標(biāo)圖像示圖的同時顯示或測量目標(biāo)圖像示圖的交替顯示。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的一種特別有利的應(yīng)用情況在于借助拍攝裝置檢測與溫度有關(guān)的測量值。為此，可規(guī)定，作為非可見光譜范圍可使用紅外光譜范圍。例如在此情況下拍攝裝置可構(gòu)造成熱成像儀。
[0032]特別有利的是，計算出或測量到的距離或位置信息可生成和生成為二維數(shù)據(jù)區(qū)。因此可為測量值的像素陣列的每個像素配屬一個與像素有關(guān)的距離或位置信息。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]現(xiàn)在，借助實施例詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于這些實施例。其它實施例通過權(quán)利要求的單個或多個特征彼此間的和/或與實施例的單個或多個特征的組合來獲得。附圖如下:
[0034]圖1以三維斜視圖示出從前面看的根據(jù)本發(fā)明的測量裝置；
[0035]圖2以三維斜視圖示出從后面看的根據(jù)圖1的測量裝置；
[0036]圖3示出測量情況的高度簡化原理圖用以說明根據(jù)本發(fā)明的方法；
[0037]圖4示出借助根據(jù)本發(fā)明的測量裝置的立體顯示的高度簡化的原理圖；
[0038]圖5示出一種高度簡化原理圖用以說明借助根據(jù)本發(fā)明的圖像深度測量單元的圖像深度測量。
[0039]圖6示出一種高度簡化原理圖用以說明借助另一種圖像深度測量單元的圖像深度測量；
[0040]圖7示出一種高度簡化原理圖用以說明借助第三種圖像深度測量單元的圖像深度測量。

【具體實施方式】
[0041]在圖1和圖2中所示的整體以附圖標(biāo)記I表示的根據(jù)本發(fā)明的測量裝置包括拍攝裝置2，該拍攝裝置構(gòu)造用于在非可見光譜范圍內(nèi)檢測電磁輻射。
[0042]為了說明本發(fā)明原理并且作為優(yōu)選的實施例示出作為熱成像儀的測量裝置1，借助其可檢測紅外輻射，以便生成作為與溫度相關(guān)的測量值、如溫度值的像素陣列的熱圖像。
[0043]拍攝裝置2為此在其內(nèi)部具有以已知方式構(gòu)造的檢測器3，該檢測器對于檢測到的非可見光譜范圍內(nèi)的電磁輻射是敏感的。
[0044]檢測器3設(shè)置在拍攝鏡頭4后方，該拍攝鏡頭對于待檢測的非可見的電磁輻射是可通過的。
[0045]檢測器3構(gòu)造用于例如通過檢測器元件的網(wǎng)格狀陣列分開地檢測來自不同立體角范圍的電磁輻射。
[0046]因此，在圖像拍攝過程中可借助拍攝裝置2與角度有關(guān)地檢測測量目標(biāo)5 (參見圖3)的通過拍攝鏡頭4進入的電磁輻射。相應(yīng)立體角的各測量值被寫入像素陣列中，從而生成位置分辨的測量結(jié)果。該測量結(jié)果提供關(guān)于測量目標(biāo)5的測量值的二維、即平面分布的信息。
[0047]在此，測量裝置I構(gòu)造為具有手柄6的手持式測量儀。
[0048]為了生成測量目標(biāo)5的位置分辨的測量結(jié)果，拍攝鏡頭4朝向測量目標(biāo)5定向。
[0049]所拍攝的測量結(jié)果因此存在于具有二維位置信息的像素陣列中，該像素陣列實現(xiàn)測量值的平面分布及測量值與立體角范圍的相互對應(yīng)。為了增加測量結(jié)果的信息內(nèi)容，即，為像素陣列的測量值給出三維位置信息，測定裝置I具有圖像深度測量單元6。
[0050]圖像深度測量單元6在根據(jù)圖1至圖3的實施例中具有一個右側(cè)攝像機7和一個左側(cè)攝像機8。
[0051]因此，借助攝像機7、8在可見范圍內(nèi)可拍攝且拍攝測量目標(biāo)5的兩個圖像、即右側(cè)圖像和左側(cè)圖像。
[0052]這兩個拍攝同時進行，但在不同的拍攝位置進行，所述拍攝位置在拍攝期間分別通過攝像機7、8的定向和站立位置被預(yù)先規(guī)定。
[0053]由于拍攝位置不同，在一方面由右側(cè)攝像機7并且另一方面由左側(cè)攝像機8所拍攝的圖像中，形成測量目標(biāo)5不同的圖像位置。不同的圖像位置相應(yīng)于測量目標(biāo)5在所拍攝的圖像之間的看起來的運動(scheinbare Bewegung)或視差。
[0054]從該看起來的運動中借助已知的幾何定律為借助圖像深度測量單元6的攝像機
7、8拍攝的圖像的各像素計算出至少一個距離或位置信息。
[0055]由于圖像深度測量單元6設(shè)置在關(guān)于拍攝裝置2固定的相對位置上，所以在測量裝置I中可提供和利用借助圖像深度測量單元6拍攝的圖像的像素和借助拍攝裝置2生成的測量結(jié)果的像素之間的對應(yīng)關(guān)系。
[0056]充分利用該對應(yīng)關(guān)系為位置分辨的測量結(jié)果的像素配屬距離或位置信息，使得可對于像素陣列的每個像素給出測量目標(biāo)5的配屬給該像素的表面區(qū)域9的距離或位置。
[0057]圖3示出相配的測量情況，在該測量情況中，借助拍攝裝置2的檢測器3檢測該表面區(qū)域9的電磁輻射。通過比較借助圖像深度測量單元6的攝像機7、8拍攝的圖像，附加地計算出距離或位置信息，該距離或位置信息再現(xiàn)表面區(qū)域9相對于拍攝裝置2的距離或位置。
[0058]在測量裝置I的內(nèi)部設(shè)置數(shù)據(jù)處理單元10，借助該數(shù)據(jù)處理單元可將位置分辨的測量結(jié)果逐像素地(pixelweise)轉(zhuǎn)換成視覺上可感知的偽彩色編碼信號。
[0059]轉(zhuǎn)換后的測量結(jié)果隨后顯示于顯示單元11上或通過未詳細(xì)示出的數(shù)據(jù)接口輸出。
[0060]通過相應(yīng)的編程使數(shù)據(jù)處理單元11可計算測量目標(biāo)9的數(shù)字立體圖12。為此，數(shù)據(jù)處理單元11使用之前確定的與像素有關(guān)(pixelbezogen)的距離或位置信息并且在測量裝置I的存儲區(qū)域中提供測量目標(biāo)5的自動生成的數(shù)字立體圖12作為3D模型。
[0061]該數(shù)字立體圖12在圖3中以虛線示出，雖然其虛擬地被暫存于存儲區(qū)域中。
[0062]可以看出，數(shù)字立體圖12很好地模仿了測量目標(biāo)5的三維的表面結(jié)構(gòu)或表面形態(tài)。
[0063]另外，通過相應(yīng)的編程使數(shù)據(jù)處理單元11從數(shù)字立體圖12或所屬數(shù)據(jù)可計算和計算出兩個圖像的、即二維示圖，并且，其中每個圖像示圖從彼此錯開設(shè)置的拍攝位置再現(xiàn)測量目標(biāo)5。
[0064]在圖4中示出，在顯示單元11上這樣顯示這兩個圖像示圖，使得使用者以其右眼13只能視覺上感知針對圖3中右側(cè)攝像機7的虛擬拍攝位置計算出的那個圖像示圖，并且使用者以其左眼14只能視覺上感知針對圖3的情況中左側(cè)攝像機8的虛擬拍攝位置計算出的圖像示圖。
[0065]因此，圖3中的原理圖一方面示出在測量過程中用于圖像深度測量的攝像機7、8的位置并且另一方面示出虛擬攝像機7、8的彼此相對錯開設(shè)置的配屬于所提到的圖像示圖的虛擬拍攝位置。
[0066]因此，在圖4的情況下，在測量值的所提到的偽彩色顯示中使用者獲得測量目標(biāo)5的三維印象。
[0067]因此，使用者可通過觀察顯示單元11借助附加的立體印象感知測量結(jié)果的像素陣列中的測量值。
[0068]顯示單元11因此設(shè)立用于立體顯示測量目標(biāo)5的圖像示圖。
[0069]在此可借助快門鏡或偏光鏡來實現(xiàn)眼睛13、14只能分別視覺上感知為其確定的圖像示圖。
[0070]但也可在顯示單元11上構(gòu)造透鏡光柵或條紋掩模，借助其可分開地感知所述圖像示圖。在此情況下，顯示單元因而構(gòu)造成自動立體顯示單元。根據(jù)圖5至圖7的兩種實施例在功能或結(jié)構(gòu)上與圖1至4相同的或作用相同的部件使用相同附圖標(biāo)記并且不再贅述。
[0071]圖5示出測量裝置I的另一種根據(jù)本發(fā)明的實施例。
[0072]在該測量裝置I中，圖像深度測量單元6具有一個3D傳感器，借助該3D傳感器可位置分辨地、即與角度有關(guān)地測量位置信息(x、y、z)。這例如可通過將圖樣序列投影到測量目標(biāo)5上或通過掃描光束15的運行時間測量(Laufzeitmessung)或相位調(diào)制測量來進行。
[0073]以所述距離或位置信息，完善測量值16、在當(dāng)前情況下為溫度值T，由此產(chǎn)生三維的測量值分布。
[0074]圖6示出在測量裝置I的另一種根據(jù)本發(fā)明的實施例中在圖像深度測量中使用兩個攝像機7、8。
[0075]攝像機7、8分別形成一個立體角(φ?、O,)或《φ2、U2),在所述角度下分別可見表面區(qū)域9。
[0076]在此借助特征分析或相關(guān)計算在攝像機7、8所拍攝的圖像中識別彼此相配的表面區(qū)域9。
[0077]由所確定的角度借助已知的幾何公式可計算距離或位置信息(x、y、z)。這在數(shù)據(jù)處理單元10中對于位置分辨的測量結(jié)果的像素陣列的所有像素進行，由此產(chǎn)生測量值16、T的立體分布。
[0078]為了從所述角度((P1、Bi>或(φ2、02 )計算距離或位置信息(X、y、z)，通過剛性耦聯(lián)裝置17實現(xiàn)攝像機7、8彼此間以及相對于檢測器3的固定定向。
[0079]通過該剛性機械耦聯(lián)裝置17形成借助攝像機7、8拍攝的圖像的像素和借助拍攝裝置2生成的位置分辨的測量結(jié)果的像素陣列的像素的對應(yīng)關(guān)系。
[0080]圖7示出根據(jù)本發(fā)明裝置I的另一種實施例。
[0081]在該實施例中，圖像深度測量單元6僅具有一個唯一的攝像機7。
[0082]在圖6中，攝像機7、8同時各拍攝一個圖像，與根據(jù)圖6的情況不同，在根據(jù)圖7的實施例中為了圖像深度測量借助唯一的攝像機7在時間連續(xù)的時間點上依次拍攝至少兩個圖像。
[0083]由于測量裝置I的拍攝位置在各次拍攝之間發(fā)生改變(這在圖7中通過加撇的附圖標(biāo)記示出)，在所拍攝的圖像中測量目標(biāo)5分別從不同的拍攝位置被拍攝。
[0084]通過這種方式，例如表面區(qū)域9在圖像中看起來是在不同的立體角(φι^θι >或(CpI' ^2 )情況下。借助來自運動算法(Mot1n-Algorithmus)的結(jié)構(gòu)可由此計算所需的距離或位置信息(X、1、Ζ)，所述信息被添加到測量值Τ。
[0085]借助根據(jù)圖5、6和7的測量裝置I在生成距離或位置信息(x、y、z)之后，在顯示單元11上進行立體顯示，如這已在圖1至4中被說明的那樣。
[0086]在所描述的實施例中，借助計算出的與像素有關(guān)的距離或位置信息(x、y、z)在數(shù)據(jù)處理單元10中計算測量目標(biāo)5的3D模型，該3D模型相應(yīng)于測量目標(biāo)5的表面形態(tài)地再現(xiàn)拍攝裝置2的測量值16、T的立體分布。
[0087]在具有用于在非可見光譜范圍內(nèi)檢測位置分辨的測量結(jié)果的拍攝裝置2的測量裝置I中提出，借助圖像深度測量單元6進行圖像深度測量，其為位置分辨的測量結(jié)果的測量值16、T分別指派一個距離或位置信息(x、y、z)，該距離或位置信息表示測量目標(biāo)5的表面區(qū)域9相對于拍攝裝置2的距離或位置，從其檢測電磁輻射以生成測量值(16、T)。
【權(quán)利要求】
1.用于在非可見光譜范圍內(nèi)生成位置分辨的測量結(jié)果的測量方法，其中，在圖像拍攝過程中借助拍攝裝置(2)在非可見光譜范圍內(nèi)對測量目標(biāo)(5)的電磁輻射位置分辨地進行檢測和測量并且用關(guān)于檢測到的輻射的測量值(16、T)來填充一個二維像素陣列的像素，其特征在于，進行圖像深度測量，在所述圖像深度測量中，為像素陣列的每個像素分別測量或計算一個距離或位置信息U、1、z)，該距離或位置信息表示在圖像拍攝過程的時刻測量目標(biāo)(5)的配屬給相應(yīng)像素的表面區(qū)域(9)相對于拍攝裝置(2)的距離或位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的測量方法，其特征在于，在圖像深度測量中，優(yōu)選同時和/或在可見光譜范圍內(nèi)從不同拍攝位置拍攝測量目標(biāo)(5)的至少兩個圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的測量方法，其特征在于，從對所拍攝圖像的比較中、尤其是通過確定在所述圖像之間測量目標(biāo)(5)的表面區(qū)域(9)的位置的至少一個看起來的變化推導(dǎo)出距離或位置信息(X、y、z)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的測量方法，其特征在于，在圖像深度測量中，測量優(yōu)選可在測量目標(biāo)(5)上運動的掃描光束(15)的運行時間和/或相位調(diào)制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的測量方法，其特征在于，在圖像深度測量中，將圖樣序列投影到測量目標(biāo)(5)上并且接收和評估從測量目標(biāo)(5)反射回的圖樣序列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的測量方法，其特征在于，所述像素陣列的測量值(16、T)自動轉(zhuǎn)換成視覺上可感知的尤其是偽彩色編碼的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的測量方法，其特征在于，從測量到或計算出的距離或位置信息(x、y、z)自動生成測量目標(biāo)(5)或其一部分的數(shù)字立體圖(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一的測量方法，其特征在于，從位置分辨的測量結(jié)果和測量到或計算出的距離或位置信息(x、y、z)計算出測量目標(biāo)(5)的兩個圖像示圖，通過所述圖像示圖，源自彼此錯開設(shè)置的拍攝位置地再現(xiàn)測量目標(biāo)(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的測量方法，其特征在于，優(yōu)選同時或交替地在立體的顯示單元(11)上示出測量目標(biāo)(5)的圖像示圖。
10.測量裝置(I)，包括拍攝裝置(2)，所述拍攝裝置具有用于在非可見光譜范圍內(nèi)位置分辨地檢測測量目標(biāo)(5)的電磁輻射的檢測器(3)，其中，檢測器(3)定義像素的一個二維像素陣列，該像素陣列可被填充關(guān)于檢測到的輻射的測量值(16、T)，其特征在于，設(shè)置圖像深度測量單元出)，借助該圖像深度測量單元可為像素陣列的每個像素測量或計算一個距離或位置信息U、1、z)，該距離或位置信息表示測量目標(biāo)(5)的配屬給相應(yīng)像素的表面區(qū)域(9)相對于拍攝裝置(2)的距離或位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的測量裝置(I)，其特征在于，所述圖像深度測量單元(6)構(gòu)造和設(shè)立用于優(yōu)選同時和/或在可見光譜范圍內(nèi)從不同的拍攝位置拍攝測量目標(biāo)(5)的至少兩個圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的測量裝置(I)，其特征在于，所述圖像深度測量單元(6)構(gòu)造和設(shè)立用于比較所拍攝的圖像，尤其是通過確定在所述圖像之間測量目標(biāo)(5)的表面區(qū)域(9)的位置的至少一個看起來的變化，以及從比較中推導(dǎo)出距離或位置信息(x、y、z)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12之一的測量裝置(I)，其特征在于，所述圖像深度測量單元(6)設(shè)立用于測量優(yōu)選可在測量目標(biāo)(5)上運動的掃描光束(15)的運行時間和/或相位調(diào)制。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13之一的測量裝置(I)，其特征在于，所述圖像深度測量單元(6)設(shè)立用于將圖樣序列投影到測量目標(biāo)(5)上以及用于接收和評估從測量目標(biāo)(5)反射回的圖樣序列。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14之一的測量裝置(I)，其特征在于，構(gòu)造數(shù)據(jù)處理單元(10)，所述數(shù)據(jù)處理單元設(shè)立用于將像素陣列的測量值(16、T)自動轉(zhuǎn)換為視覺上可感知的尤其是偽彩色編碼的信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15之一的測量裝置(I)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元(10)設(shè)立用于從測量到或計算出的距離或位置信息(x、y、z)自動生成測量目標(biāo)(5)或其一部分的數(shù)字立體圖(12)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16之一的測量裝置(I)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元(10)設(shè)立用于從位置分辨的測量結(jié)果和測量到或計算出的距離或位置信息U、1、z)計算的兩個圖像示圖，通過所述圖像示圖源自彼此錯開設(shè)置的拍攝位置地再現(xiàn)測量目標(biāo)(5)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至17之一的測量裝置(I)，其特征在于，構(gòu)造顯示單元(11)，所述顯示單元設(shè)立用于立體地、優(yōu)選同時或交替地示出測量目標(biāo)(5)的圖像示圖。
【文檔編號】G01N21/84GK104136883SQ201280070280
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2012年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月21日
【發(fā)明者】J-F·埃弗斯-塞內(nèi), M·斯特拉特曼, M·施米德爾 申請人:特斯托股份公司