用于识别相机图像中的投影结构图案的结构元素的方法和设备技术

在用于识别相机图像中的投影到场景(14)上的结构图案(16)的各个结构元素(12)的方法中，使用投影仪(36)将结构图案(16)投影到场景(14)上，并且使用第一相机(M)和至少一个第二相机(H,V)来拾取投影到场景(14)上的结构图案(16)。第一相机(M)和至少一个第二相机(H,V)被定位成彼此相距一定距离，并且投影仪(36)被定位成在距第一相机(M)和距至少一个第二相机(H,V)一定距离处且在第一相机和至少一个第二相机(M,H,V)的直线连接线(26，28)之外。对于第一相机(M)的相机图像中要识别的结构元素(12)，通过下述校准数据来确定至少一个第二相机(V,H)的相机图像中的可以与第一相机(M)的相机图像中要识别的结构元素(12)一对一关联的结构元素(12)：所述校准数据针对各个结构元素(12)在各自情况下具有第一参数和至少第二参数的组合，第一参数使相应结构元素(12)与第一相机(M)和投影仪(36)的位置和定向相关，至少第二参数使相应结构元素(12)与至少一个第二相机(H,V)和投影仪(36)的位置和定向相关，所述校准数据通过使用第一相机和至少一个第二相机(M,H,V)记录由投影仪(36)投影的结构图案(16)的校准图像(76，78)来获得。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于识别相机图像中的投影结构图案的结构元素的方法和设备本专利技术涉及一种用于识别相机图像中的投影到场景上的结构图案的结构元素的方法。本专利技术还涉及一种用于识别相机图像中的投影到场景上的结构图案的结构元素的设备，特别是用于执行上述方法的设备。本专利技术另外涉及前述方法和/或前述设备的用途，用于监视特别是用于确保危险区(特别是诸如印刷机或自动机械的机器的危险区)的安全。在本专利技术的上下文中，场景被理解为是指特别是由相机监视的三维危险区。诸如人的移动对象可以存在于场景中。特别是在后一种情况下，相机监视场景关于人或其身体部位是否位于或靠近以自动方式操作的机器附近的危险中。为了监视危险区，特别是机器和工业工厂的危险区，已知使用如EP2133619A1中所述的相机。在此，公开了一种3D安全相机，其具有第一图像传感器和第二图像传感器，第一图像传感器和第二图像传感器可以分别生成空间区域的图像数据。3D安全相机连同投影仪一起操作，该投影仪在场景中(即在空间区域中)生成结构化照明图案。根据体视学原理，评估单元根据图像数据生成空间区域的深度图以监视空间区域中的不允许的侵入。在立体相机的图像对的立体评估期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于识别相机图像中的投影到场景(14)上的结构图案(16)的各个结构元素(12)的方法，其中，使用投影仪(36)将所述结构图案(16)投影到所述场景(14)上，并且其中，使用第一相机(M)和至少一个第二相机(H,V)来拾取投影到所述场景(14)上的结构图案(16)，其中，所述第一相机(M)和所述至少一个第二相机(H,V)被定位成彼此相距一定距离，并且其中，所述投影仪(36)被定位成在距所述第一相机(M)和距所述至少一个第二相机(H,V)一定距离处且在所述第一相机和所述至少一个第二相机(M,H,V)的直线连接线(26,28)之外，其中，对于所述第一相机(M)的相机图像中要识别的结构元素(12...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.17 DE 102014113389.71.一种用于识别相机图像中的投影到场景(14)上的结构图案(16)的各个结构元素(12)的方法，其中，使用投影仪(36)将所述结构图案(16)投影到所述场景(14)上，并且其中，使用第一相机(M)和至少一个第二相机(H,V)来拾取投影到所述场景(14)上的结构图案(16)，其中，所述第一相机(M)和所述至少一个第二相机(H,V)被定位成彼此相距一定距离，并且其中，所述投影仪(36)被定位成在距所述第一相机(M)和距所述至少一个第二相机(H,V)一定距离处且在所述第一相机和所述至少一个第二相机(M,H,V)的直线连接线(26,28)之外，其中，对于所述第一相机(M)的相机图像中要识别的结构元素(12)，通过下述校准数据来确定所述至少一个第二相机(V,H)的相机图像中的可以与所述第一相机(M)的相机图像中要识别的结构元素(12)一对一关联的结构元素(12)：所述校准数据针对所述各个结构元素(12)在各自情况下具有第一参数和至少第二参数的组合，所述第一参数使相应结构元素(12)与所述第一相机(M)和所述投影仪(36)的位置和定向相关，所述至少第二参数使所述相应结构元素(12)与所述至少一个第二相机(H,V)和所述投影仪(36)的位置和定向相关，所述校准数据通过使用所述第一相机和所述至少一个第二相机(M,H,V)记录由所述投影仪(36)投影的结构图案(16)的校准图像(76,78)来获得。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述各个结构元素(12)的第一参数包括与所述第一相机(M)相关的第一照明核线的斜率(StM)以及所述第一照明核线与第一参考轴线(84)的交点(SPM)，并且所述各个结构元素的至少第二参数包括与所述至少一个第二相机(H,V)相关的照明核线的斜率(StH,StV)以及所述照明核线与第二参考轴线的交点(SPH,SPV)。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一参考轴线(84)是所述第一相机(M)的扫描线，并且所述第二参考轴线是所述至少一个第二相机(H,V)的扫描线。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，为了记录所述校准图像(76,78)，将所述结构图案(16)依次投影到优选地第一平面表面上和优选地第二平面表面上，其中，所述第一表面和所述第二表面在所述投影仪(36)的透射方向上彼此间隔开。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，确定所述第一相机(M)的相机图像中要识别的相应结构元素(12)的像素坐标，根据所述像素坐标和所述校准数据来计算至少第一参数，从所述校准数据读取能够在公差带内的同样满足所述至少一个第一参数的所有结构元素(12)，还针对所读取的结构元素(12)中的每个结构元素读取所述至少第二参数中的至少一个第二参数，以及确定所述至少一个第二相机(H,V)的相机图像中的可以与所述第一相机(M)的相机图像中要识别的结构元素(12)一对一关联的结构元素(12)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，另外使用第三相机(V)来拾取投影到所述场景(14)上的结构图案(16)，所述第三相机(V)被定位成在所述第一相机和所述第二相机(M,H)的直线连接线(26)之外、并且在所述第一相机(M)和所述投影仪(36)的直线连接线(37)之外、并且在所述第二相机(H)和所述投影仪(36)的直线连接线(39)之外，其中，所述校准数据另外具有第三参数，所述第三参数使所述相应结构元素(12)与所述第三相机(V)和所述投影仪(36)的位置和定向相关。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述结构元素(12)在所述结构图案(16)上被均匀地分布在两个优选地相互垂直的主轴线(42,44)上。8.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述结构图案(16)投影到所述场景(14)上，使得所述结构图案(16)的两个主轴线(42,44)相对于所述第一相机和所述至少一个第二相机(M,H,V)的直线连接线(26,28)倾斜延伸以及/或者相对于所述投影仪(36)与所述第一相机和所述至少一个第二相机(M,H,V)的直线连接线(37,39,41)倾斜延伸。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述结构图案(16)是点图案，并且所述结构元素(12)是点。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述结构图案(16)以具有如下脉冲频率的脉冲方式传送：所述脉冲频率对应于所述第一相机和所述至少一个第二相机(M,H,V)的图像记录频率的一半，并且其中，在各自情况下，使由所述第一相机和所述至少一个第二相机(M,H,V)拾取的两个顺序图像彼此相减，以及/或者其中，使用光学滤波器来阻挡所述相机图像中的环境光，所述光学滤波器仅能够在投影图案(16)被投影时所利用的投影光的波长范围内透射。11.一种用于识别相机图像中的投影到场景(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·文德勒，
申请(专利权)人：皮尔茨公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE