【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于定向預定數量的真實攝像機以使用攝像機和圖案在三維坐標系中測量真實的三維物體的方法和裝置。
技術介紹
1、立體觀測方法通常用于非接觸式測量，特別是用于三維坐標系中的三維物體的非接觸式測量，在立體觀測方法中，通過投影儀將圖案投影到物體表面上，并且使用至少兩個攝像機記錄投影到物體表面上的圖案。例如，從文獻de?10?2018?108?874?a1中已知了這種方法。已知方法使用經過內部和外部校準的攝像機。為了實現更穩健和更少干擾的測量，在圖案投影期間通過使用(完全)二維編碼圖案并利用攝像機記錄投影到物體表面上的圖案來產生二維編碼和時間編碼。此外，連續多次投影具有不同二維編碼的時間編碼圖案，并且使用攝像機依次產生投影到表面上的圖案的多個記錄，每個記錄都是同時觸發的。
2、已知方法非常適合于在恒定條件下以大量或類似形式測量的物體。如果在測量點測量大量不同的物體，則上述方法由于校準而相當復雜。
3、如果在測量點使用大量攝像機測量不同的物體，還必須改變攝像機的布置和定向，并且適應相應的測量任務。對于大量的攝像機，設定和校準測量點，特別是大量攝像機的定向非常耗時。
4、從文獻de?10?2012?109?351?a1已知了一種用于處理可在碰撞車輛上檢測到的測量區域的圖像和/或圖像序列的評估單元?？梢允褂糜谰冒惭b在測量攝像機上的定向攝像機來定向測量攝像機。替代地或補充地，可以記錄布置在測量區域中的至少三個參考標記。文獻de?10?2009?035?840a1公開了一種用于定位和/或調節用于機動車
技術實現思路
1、因此，本專利技術的目的是提出一種方法或創建一種裝置，該方法或裝置能夠容易且節省時間地定向攝像機，以精確測量任何形狀和尺寸的物體。
2、上述目的通過具有權利要求1的特征的方法、具有權利要求7的特征的計算機程序、具有權利要求8的特征的裝置和具有權利要求15的特征的系統來實現。
3、特別地，該目的通過用于定向預定數量的真實攝像機以使用攝像機和圖案在預定坐標系中測量真實三維物體的方法來實現，其中，為了進行所述測量，通過至少一個投影儀將所述圖案投影到真實物體的表面上，并且利用所述預定數量的真實攝像機中的每者至少部分地記錄所述圖案，其中，存在與真實物體對應的理想物體的三維虛擬模型，該方法包括以下步驟：
4、a)將至少一個投影儀定向到真實物體的表面上，使得真實物體表面上的圖案的位置對應于所述圖案在虛擬模型上的預定位置；
5、b)在三維虛擬模型中的理想物體的表面上定義或提供多個目標標記，該理想物體表面對應于要測量的真實物體的表面；
6、c)為每個攝像機自動確定基準信息，其中，基準信息包括識別信息，該識別信息包含當相應攝像機和圖案的投影儀以預定方式布置和定向時相應攝像機拍攝的多個目標標記中的至少一個目標標記的信息，并且基準信息還包括與相應攝像機和目標標記關聯的位置信息，該位置信息包含當相應攝像機和圖案的至少一個投影儀以預定方式布置和定向時所述至少一個目標標記出現在相應攝像機的視場的拍攝圖像中的位置信息，其中，基于理想物體的三維虛擬模型以及攝像機和圖案的對應虛擬表示來確定每個攝像機的基準信息；以及
7、d)使用真實攝像機記錄真實物體的表面的圖像，自動計算指示和/或控制信息，并且在預定接口處向相應攝像機提供指示和/或控制信息，該指示和/或控制信息用于在相應真實攝像機的圖像中查找指定的目標標記，并且基于為相應攝像機確定的基準信息使用真實物體對相應真實攝像機進行定向，
8、其中，針對預定數量的攝像機中的每個攝像機執行步驟d)。
9、如上所述，上述方法用于設置用于測量真實三維物體(例如，底盤、殼體部件、電池模塊、擋風玻璃等)的測量點，特別是用于定向測量點的攝像機。如果這種測量點用于具有不同形狀和尺寸的非常不同的物體以及大量攝像機，則使用上述定向方法的這種設置工作將得到簡化，并且能夠在更短的時間內完成。下面將更詳細說明的用于定向的基準信息以及指示和/或控制信息的自動產生使得能夠例如在屏幕/監視器上有效地顯示和自動輔助或實施定向，從而也自動減少了設置測量點所需的時間以及整個測量所需的時間。
10、特別是在自動確定基準信息和自動計算指示和/或控制信息以查找每個真實攝像機的目標標記并對準真實攝像機的步驟中，上述方法可以實現為計算機實施的方法，即使用計算單元(計算機)執行的方法。理想物體表面上的多個目標標記的確定也可以自動或半自動進行，即部分自動和部分手動進行，或完全手動進行。在手動確定的情況下，計算機實施的方法可被配置為以交互方式請求(手動)確定理想物體表面上的多個目標標記，例如通過在相應的預定接口中輸入目標標記，并將輸入的目標標記存儲在存儲單元中。在基于物體的三維虛擬模型半自動或自動確定目標標記時，可以選擇目標標記，使得(當攝像機被定向時)在每個攝像機的視場中布置有預定數量的目標標記，這些目標標記分布在相應攝像機的整個圖像上。
11、例如，在攝像機被定向并對攝像機進行任何必要的內部和/或外部校準之后，可以使用上述立體觀測方法，通過預定數量的攝像機對三維物體進行測量，這些攝像機拍攝朝向相應攝像機的表面。可以使用一個或多個投影儀產生為此所需的圖案，將該圖案投影到物體的表面上。
12、例如，指定的坐標系是笛卡爾坐標系；在一實施例中，所使用的坐標系可以是物體的坐標系。該坐標系用作全局坐標系，其中設置有相應的變換矩陣，以將攝像機坐標和/或圖案坐標轉換為預定的坐標系。
13、三維虛擬模型是與要測量的真實物體對應的理想物體的虛擬模型，例如是理想物體的cad模型。通常，要測量大量的真實物體，所有這些物體基本上對應于理想物體，并且每個物體例如由于生產和/或材料的原因都與理想物體存在或大或小的偏差。理想物體的模型存儲在例如連接到計算單元的存儲單元中，并且可以在此處進行檢索。
14、根據本專利技術，理想物體的三維虛擬模型是已知的，并且在該模型中識別出理想物體的表面上的多個目標標記。這些目標標記是虛擬標記，并且例如構成理想物體表面上的諸如孔、邊緣、突起等特殊點，或者布置在這些點的區域中，這些特殊點例如通過它們的形狀與攝像機圖像中的周圍環境形成對比，因此易于識別。例如，每個目標標記是三維模型表面的一小部分，例如包括模型的幾個點/像素。虛擬模型中的物體表面部分可以包括虛擬模型表面上該部分中存在并投影到表面上的圖案。作為二維編碼的替代方案，如果將隨時間變化的圖案投影到虛擬模型的一個或多個像素上，則目標標記可以在一個或多個像素中包含唯一的時間編碼。非常有利的是，將目標標記定向到理想物體的三維虛擬模型和所投影的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于定向預定數量的真實攝像機(18)以使用所述攝像機和圖案在預定坐標系中測量真實三維物體的方法，其中，為了進行所述測量，通過至少一個投影儀(15)將所述圖案投影到真實物體的表面上，并且利用所述預定數量的真實攝像機中的每者至少部分地記錄所述圖案，其中，存在與所述真實物體對應的理想物體(12')的三維虛擬模型，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，利用投影到所述真實物體的表面上的真實圖案，使用每個所述真實攝像機和所述真實物體，根據相應攝像機的圖像中的所述識別信息，搜索所述真實物體的表面上的所述至少一個目標標記，并且隨后計算用于查找所述至少一個目標標記的所述指示和/或控制信息。
3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過比較所述識別信息和相應真實攝像機的圖像中可見的所述至少一個目標標記，且/或通過比較所確定的相應攝像機的所述至少一個目標標記的位置信息與所述至少一個目標標記在相應真實攝像機的圖像中的位置，來確定用于定向相應真實攝像機的指示和/或控制信息。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述理想物體的所述三維虛擬模型的數據是CAD數據，且/或所述圖案是二維編碼圖案。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述接口連接到顯示裝置(20)和/或揚聲器和/或用于多個電機的控制裝置，所述顯示裝置(20)例如是屏幕，其中，所述指示和/或控制信息由所述顯示裝置和/或所述揚聲器和/或所述控制裝置處理，且/或在所述顯示裝置和/或所述揚聲器上輸出，且/或由所述控制裝置傳輸到所述電機，使得所述真實攝像機根據所確定的攝像機的基準信息自動定向。
7.一種具有程序代碼的計算機程序，所述計算機程序存儲在機器可讀的數據載體上，以在所述計算機程序在計算單元上執行時執行根據權利要求1至6中任一項所述的方法步驟。
8.一種用于定向預定數量的真實攝像機(18)以使用所述攝像機和圖案在預定坐標系中測量真實三維物體(12)的裝置，其中，為了進行所述測量，通過至少一個投影儀將所述圖案投影到所述真實物體的表面上，并且利用每個所述真實攝像機至少部分地記錄所述圖案，其中，存在與所述真實物體對應的理想物體(12')的三維虛擬模型，其中，
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述計算單元被配置為利用投影到所述真實物體的表面上的真實圖案，通過每個所述真實攝像機和所述真實物體，根據相應攝像機的圖像中的所述識別信息，搜索所述真實物體的表面上的所述至少一個目標標記，并且隨后計算用于查找所述至少一個目標標記的所述指示和/或控制信息。
10.根據權利要求8至9中任一項所述的裝置，其特征在于，所述計算單元被配置為通過比較所述識別信息和相應真實攝像機的圖像中可見的所述至少一個目標標記，且/或通過比較所確定的相應攝像機的所述至少一個目標標記的位置信息與所述至少一個目標標記在相應真實攝像機的圖像中的位置，來確定用于定向相應真實攝像機的指示和/或控制信息。
11.根據權利要求8至10中任一項所述的裝置，其特征在于，所述計算單元被配置為確定相應真實攝像機的當前定向與為相應攝像機確定的所述基準信息的偏差的質量評價，并且將所述質量評價作為指示和/或控制信息在所述預定接口處提供。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的裝置，其特征在于，所述理想物體的所述三維虛擬模型的數據是CAD數據，且/或所述圖案是二維編碼圖案。
13.根據權利要求8至12中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括至少一個輔助攝像機。
14.根據權利要求8至13中任一項所述的裝置，其特征在于，所述接口能夠連接到顯示裝置和/或揚聲器和/或用于多個電機的控制裝置，所述顯示裝置例如是屏幕，其中，將所述指示和/或控制信息傳輸到所述顯示裝置和/或所述揚聲器和/或所述控制裝置。
15.一種包括根據權利要求8至13中任一項所述的裝置以及顯示裝置(20)和/或揚聲器和/或用于多個電機的控制裝置的系統，所述顯示裝置(20)例如是屏幕，其中，所述接口連接到所述顯示裝置和/或所述揚聲器和/或所述控制裝置，并且所述接口處提供的所述指示和/或控制信息能夠傳輸到所述顯示裝置、所述揚聲器和/或所述控制裝置，其中，所述顯示裝置和/或所述揚聲器和/或所述控制裝置對所述指示和/或控制信息進行處理，且/或在所述顯示裝置和/或所述揚...
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種用于定向預定數量的真實攝像機(18)以使用所述攝像機和圖案在預定坐標系中測量真實三維物體的方法，其中，為了進行所述測量，通過至少一個投影儀(15)將所述圖案投影到真實物體的表面上，并且利用所述預定數量的真實攝像機中的每者至少部分地記錄所述圖案，其中，存在與所述真實物體對應的理想物體(12')的三維虛擬模型，所述方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，利用投影到所述真實物體的表面上的真實圖案，使用每個所述真實攝像機和所述真實物體，根據相應攝像機的圖像中的所述識別信息，搜索所述真實物體的表面上的所述至少一個目標標記，并且隨后計算用于查找所述至少一個目標標記的所述指示和/或控制信息。
3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，通過比較所述識別信息和相應真實攝像機的圖像中可見的所述至少一個目標標記，且/或通過比較所確定的相應攝像機的所述至少一個目標標記的位置信息與所述至少一個目標標記在相應真實攝像機的圖像中的位置，來確定用于定向相應真實攝像機的指示和/或控制信息。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，確定相應真實攝像機的當前定向與為相應攝像機確定的所述基準信息的偏差的質量評價，并且將所述質量評價作為指示和/或控制信息在所述預定接口處提供。
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述理想物體的所述三維虛擬模型的數據是cad數據，且/或所述圖案是二維編碼圖案。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述接口連接到顯示裝置(20)和/或揚聲器和/或用于多個電機的控制裝置，所述顯示裝置(20)例如是屏幕，其中，所述指示和/或控制信息由所述顯示裝置和/或所述揚聲器和/或所述控制裝置處理，且/或在所述顯示裝置和/或所述揚聲器上輸出，且/或由所述控制裝置傳輸到所述電機，使得所述真實攝像機根據所確定的攝像機的基準信息自動定向。
7.一種具有程序代碼的計算機程序，所述計算機程序存儲在機器可讀的數據載體上，以在所述計算機程序在計算單元上執行時執行根據權利要求1至6中任一項所述的方法步驟。
8.一種用于定向預定數量的真實攝像機(18)以使用所述攝像機和圖案在預定坐標系中測量真實三維物體(12)的裝置，其中，為了進行所述測量，通過至少一個投影儀將所述圖案投影到所述真實物體的表面上，并且利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：彼得·約翰內斯·紐鮑爾，
申請(專利權)人：伊斯拉視像有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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