本发明专利技术涉及一种用于确定大面积透明对象(10)例如挡风玻璃、助视器具、驾驶舱玻璃、安全帽玻璃或诸如此类的折射力的方法。本发明专利技术的突出之处在于，可以借助于摄像机(16)在每个部位自动化地并以小的易出错性确定该透明对象的折射力。为此，借助于摄像机(16)在对象的至少一个预定部位上检测第一线网格(14、14’)透过所述对象(10)的第一成像，接着借助于计算单元根据第一成像在所述至少一个预定部位上确定所述第一成像的线间隔和/或线相对于所述第一线网格(14、14’)的旋转度，并由此确定在对象(10)的至少一个预定部位(11、11.1、11.2、11.3)上的折射力。本发明专利技术还涉及一种用于确定大面积透明对象(10)的折射力的相应装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定透明对象例如挡风玻璃、助视器具、驾驶舱玻璃、头盔遮 护玻璃或诸如此类的折射力/折射能力的方法以及相应装置。
技术介绍
在挡风玻璃（WSS)中最大允许的折射力在法律规定如ECE-R43或欧盟准则 2001/92/EG中规定并且必须被玻璃或相应车辆的制造商遵循。为了测量这种玻璃的折射力，已知如下方法，在该方法中将具有多个以例如24毫 米的固定间隔设置的、具有例如8毫米直径的圆盘的格栅/光栅透过挡风玻璃投影到屏幕 上。在该方法中，被投影的亮的圆盘的变形的大小是对折射力的存在于玻璃中的空间分布 的度量。在透过具有非球形的透镜（一般情况）的玻璃进行投影时，格栅的每个圆盘畸变 为转动了角度Ψ的椭圆。换言之，圆盘沿一个方向例如压缩并且沿另一方向伸长。圆盘7 变形为椭圆9的情形在图1中示出。在球形透镜的情况下，圆盘被放大或缩小。利用该已知的圆形格栅方法可以通过测量椭圆轴或圆直径直接确定在挡风玻璃 的被选择用于对圆盘进行投影的点中折射力的极值。非球形透镜的位置通过同样可测的角 度φ给出。透镜坐标系相对于测量坐标系转动了角度φ。然而该已知方法的缺点在于，如上所述，圆盘相互间具有特定的预先给定的间隔， 即，为了测量整个挡风玻璃必须在使格栅相对于挡风玻璃移动的情况下实施多个测量。在 此检测人员尝试手动地如此确定圆盘的位置，使得其检测具有折射力极值的区域。紧接着 借助于屏幕上的模板确定：在挡风玻璃的相应点处挡风玻璃的折射力是否有别于要求。这 是具有高的易出错性的非常费事的方法。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，提出一种方法，该方法通过简单的方式自动化地并且以 小的易出错性确定透明对象的折射力。本专利技术的目的还在于，实现一种用于实施这种方法 的相应装置。上述目的通过具有权利要求1的特征的方法实现。按照本专利技术，借助于摄像机在对象（例如挡风玻璃）的至少一个预先确定的部位 处检测第一直线格栅透过所述对象所成的第一图像，接着借助于计算单元（或中央处理单 元）根据在所述对象的所述至少一个预先确定的部位处的第一图像确定所述第一图像的 线间隔和/或线相对于所述第一直线格栅的旋转度并由此确定在对象的所述至少一个预 先确定的部位处的折射力。特别是，在对象的至少一个预先确定的部位处（在相应的体积 元中）的折射力的确定包括确定在该部位的任意方位角方向上的折射力连同折射力的极 值。特别优选地，按照本专利技术，确定第一图像的与第一直线格栅的线横向的线间隔，并由此 在考虑线的旋转度的情况下确定在对象的至少一个预先确定的部位处的折射力。在此优选假定：例如线形的或条形的直线格栅的第一图像通过对象的线形的或条 形的区域、亦即通过对象的多个设置在线上或设置在条带中的部位同时生成。为了检测在 整个对象的每个部位处的折射力，直线格栅的图像通过对象的所有并排的线区域或条带区 域依次生成。 在本专利技术的范围内，对象的部位理解为对象的体积元，该体积元具有特定的折射 力。优选为盘形的对象（该对象相应地沿一个空间方向（沿盘厚度的方向）具有比较小的 伸展尺寸）的体积元从对象的前侧延伸直至后侧并且占据对象的整个厚度。整个对象由多 个体积元组合而成，这些体积元的行为表现如以下要示出的那样近似于透镜的模型。 本专利技术的出发点如下：即任意形状的透镜的曲率可以通过其在透镜的经过椭圆轴 的每个点上的主曲率ki、k2来描述，而椭圆轴关于固定的两维测量坐标系5 (坐标X、y)的 方位角位置可以通过角度来描述（参见图2)。这样的具有表面曲率ki、k2的透镜的折射 力（折射值）例如可以通过以下适用于双凸透镜的公式来近似： 在此，f是透镜的焦距，η是折射率，而变量^2描述透镜表面的曲率半径。折射 力是Ι/f而曲率是Ι/r。如果对于球形透镜k1=k2=k并且对于玻璃假设折射力η= 1. 5， 那么例如有： 对于玻璃因此折射力Ι/f等于曲率k。对于曲率适用欧拉公式：k=ki·cos2γ+k2 ·sin2γ(3) 其中角度γ是在透镜坐标系中的角度，其中对于γ=0,k=ki，而对于γ= 90。，k=k2〇 本专利技术利用来自欧拉公式（等式⑶）和图2的认知，即为了完整地描述任意透镜 的曲率的特征并因此为了描述在每个部位上（在具有厚度h的每个体积元中）的折射力的 特征，两个主曲率h、k2和透镜相对于位置固定的坐标系5的取向f必须是已知的。在图 3中作为用于将对象分解为多个体积元的例子示出透明体10的一个部段，例如挡风玻璃的 一个部段，其中，该部段分解为10X7个体积元11。 按照本专利技术的方法此外还基于如下认知，即直线格栅的线通过非球形的透镜按照 方位角旋转并且改变其线间隔。这意味着，直线格栅的图像根据在各个部位上的折射力而 具有与（原始的）直线格栅不同的线间隔并且所成图像的线附加地相对于（原始的）直线 格栅旋转。这在直线格栅透过透镜所成的图像中可以看见。 示例性地对于该效应在图4中示出直线格栅透过圆柱透镜在所选角度下所成的 图像。如果圆柱透镜的轴线示出为沿格栅线的方向，那么仅发生线间隔的变化。如果圆柱 轴线垂直于格栅线，那么格栅线不变。在所有其他情况下发生与折射力有关的线间隔的变 化和旋转。 上述效应按照本专利技术用在格栅方法中，借助于该格栅方法逐个元素地或逐个部位 地检测整个透明对象。借助于摄像机实现对第一直线格栅的图像的逐个部位的检测。计算 单元根据所成图像确定线间隔和/或线相对于直线格栅的旋转度。由此可以通过计算单元 确定在对象的每个部位处的折射力，如以下要示出的。 在本专利技术的描述的范围内，将线间隔表示为交替地并列的黑（暗）线或黑（暗） 条带和/或白（亮）线或白（亮）条带的沿横向于线的方向的线宽。在本专利技术中，在测量 直线格栅透过对象所成的图像时优选垂直于用于测量的相应直线格栅的线来确定线间隔。 在图7中现象地示出倾斜延伸的直线格栅透过非球形透镜（k#k2)所成的图像。 透镜在格栅线前方按照方位角旋转。可以看出，格栅线根据转角不仅改变其方向而且改变 其间隔。仅在例外情况下方向和间隔保持不变。 详细地，在图7中可看到具有相对于位置固定的坐标系5的主轴X'和y'（坐标系 25)的透镜。透镜将直线格栅13成像，该直线格栅相对于位置固定的坐标系5旋转了角度 σ。透镜所成的图像使直线格栅13旋转，从而所成图像的直线格栅23与位置固定的坐标系 5形成角β。原始的直线格栅13的线间隔g在所成图像的坐标系25中变为d。此外在原 始的直线格栅13上的点（e，s)以因子v和μ转变为在图像的直线格栅23上的点（ve， μs)。点（0，s)成像到（0,μs)上。由图7于是可以看出以下关系式： 其中，参数具有以下含义： 〇 =原始的直线格栅13 (虚线）相对于位置固定的坐标系5的角度； 咿=透镜（透镜坐标系25)相对于位置固定的坐标系5的转角； β=被成像的直线格栅23相对于位置固定的坐标系5的角度。 因子V和μ由透镜的成像公式得到： 这里，a是在格栅与要测量的对象之间的间距（参见图5)。因此也清楚的是，其不 涉及Moir6方法，而是确定条带的由于借助于透镜的成像而导致的旋转和条宽。 对于在透镜坐标系中的点（ve，μs)现在应找到在位置固定的坐标系中的坐标 (X、y)。坐标系相对彼此旋转了角度φ，从本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定大面积的透明对象(10)的折射力的方法，所述透明对象例如为挡风玻璃、助视器具、驾驶舱玻璃、头盔遮护玻璃或诸如此类，其特征在于，借助于摄像机(16)在对象的至少一个预定部位上检测第一直线格栅(14、14’)透过对象(10)所成的第一图像，接着借助于计算单元根据第一图像在所述至少一个预定部位上确定所述第一图像的线间隔和/或线相对于第一直线格栅(14、14’)的旋转度，并由此确定在对象(10)的所述至少一个预定部位(11、11.1、11.2、11.3)上的折射力。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·魏格特，
申请(专利权)人：伊斯拉表面视觉有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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