用于确定重影角和/或视角的设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于确定光源(11)在透明对象(14)上的重影角(20)的设备和方法。设备包括：照明装置(10)，其具有多个至少部分同时发光的点状光源(11)；带有至少一个摄像机(16)的2维标靶(16a)，其中至少一个摄像机(16)设立为，在同一时间检测多个同时发光的光源(11)的初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)的位置，其中光源(11)的初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)通过透明对象(14)的由光源(11)照射的体积元(14a)在标靶(16a)上产生；以及分析处理装置(18)，其设立为，根据初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)的位置确定透明对象(14)的相应体积元(14a)的重影角(20)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定重影角和/或视角的设备和方法
本专利技术涉及一种用于确定光源在透明对象上的重影角和/或视角的设备。本专利技术还涉及一种用于确定重影角和/或视角的方法。
技术介绍
根据联合国欧洲经济委员会(UNECE)在2014年2月12日发布的关于安全玻璃材料及其在车辆中的安装的43号规章，透明对象如挡风玻璃或其他玻璃必须经受重影检测。根据该规章，重影是物体的除了亮的初级图像(初级图像)外出现的次级图像(次级图像)。如果物体(例如驶近的车辆的前照灯或街灯的灯)相比于环境非常亮，那么次级图像特别是在夜间让人觉得干扰。重影角ρ(也称为重影分离)是物体的初级图像与次级图像的位置之间的角度。重影角ρ由透明对象的几何特征决定且与观察者和物体的位置无关。重影角ρ因此描述了透明对象的特征。对于楔形透明对象，重影角的计算在以下给出为等式F1。相比之下，视角σ描述如下角度，观察者或摄像机在该角度下感知到物体的重影。视角σ因此与观察者或摄像机的位置、光源的位置以及透明对象的几何特征有关。次级图像通过光的多次反射和透射产生。在本专利技术的范围中特别是考虑如下次级图像，该次级图像在透射中生成，亦即当透过透明对象观察物体时。在所述规章中执行用于检测重影角的方法。在已知方法中，以预定倾斜角且与带有环-孔形式的物体的被照明的板间隔开一段距离地布置挡风玻璃。透过挡风玻璃观测被照明的环-孔-板，其中所述观测在环-孔-板的中点所在的水平平面中实现。依次单个地透过要检测的挡风玻璃的每个部段观测环-孔-板。如果在挡风玻璃的一个部位处，孔的次级图像移动超出环的初级图像的内边缘，那么重影角的界限值被超出且挡风玻璃被分类为不符合质量要求。在另一已知方法中，挡风玻璃布置在观测望远镜与准直望远镜之间。准直望远镜无限地成像出带有位于中点的亮点的极坐标系。在观测望远镜的焦平面中在光轴上还存在暗点。重影角作为两个通过观测望远镜示出的亮点之间的间距在极坐标系中读出，其中第一点表示初级图像，而第二亮点表示次级图像。通过极坐标系的同时成像，可以比之前示出的方法更准确地确定重影角。重影检测越来越获得重要性。重影引起玻璃的差的外观观感。再者，基于在其间增强地在车辆中集成的平视显示器，在玻璃中提出关于重影的新的或提高的要求。此外通过重影也可以干扰在车辆的辅助系统中应用的摄像机。为了满足该高的要求，应特别是对于汽车玻璃尽可能全面地以非常高的测量点密度检测重影角，其中每个玻璃需要高达200万个测量点。在此，符合质量要求的玻璃的重影角在可见范围中不允许超过最大允许的值。根据43号规章的上述检测方法的缺点在于，必须在要检测的玻璃的每个点上单个实施测量，这是耗时的。如果应在短时中检查尽可能多的玻璃，那么必须同时运行多个检测设备。这引起附加成本。此外，至少必须或者使玻璃或者使被照明的板在两个相继的测量点之间运动。大量的运动使得该方法变得复杂，提高了出现校正误差以及运动部件磨损的危险。
技术实现思路
本专利技术的任务因此在于，实现一种用于确定在透明对象上的重影角和/或视角的设备，该设备可简单地构造且也可以在具有大的面积的透明对象上快速和可靠地以高的测量点密度确定重影角和/或视角。任务此外还在于，给出一种用于确定在透明对象上的重影角和/或视角的方法，利用该方法可以简单和快速地以高的测量点密度检测透明对象的重影角和/或视角。上述任务通过具有权利要求1的特征的设备来解决。按照本专利技术的用于确定重影角和/或视角的设备特别是包括：·照明装置，其具有多个至少部分同时发光的点状光源；·至少一个摄像机，其设立为，在同一时间在一标靶上检测多个同时发光的光源的初级图像和次级图像的位置，其中，同一个光源的初级图像和次级图像透过由该光源照明的透明对象的体积元在标靶上产生；以及·分析处理装置，其设立为，基于初级图像和次级图像的位置确定透明对象的相应体积元的重影角和/或视角。在本专利技术的范围中，术语“体积元”理解为透明对象的3维部段，其在透明对象的整个厚度上延伸，亦即从其前侧延伸直至其后侧。在此将透明对象的朝向照明装置的侧称作透明对象的前侧，而相应地称透明对象的与前侧对置的侧为后侧。透明对象因此由多个体积元组成。一般地，在透明对象的不同体积元上生成的重影角和/或视角可以具有不同值。每个体积元通过照明装置的多个光源中的一个唯一的光源来照明。照明装置位于透明对象之前，而标靶沿光路布置在透明对象之后。重影角和/或视角的确定因此在透射中实现。透明对象优选是玻璃，特别优选是挡风玻璃。特别是，玻璃可以完全或部分由预应力玻璃或复合玻璃制成。此外玻璃可以是例如玻璃板、带有塑料的安全玻璃、玻璃-塑料-玻璃化物、塑料玻璃化物、复合安全玻璃或防弹玻璃。透明对象、特别是挡风玻璃为了测量重影角和/或视角典型地以预定倾斜角布置，其中,预定倾斜角特别优选地相应于透明对象的随后的安装位置。在重影角的确定过程中，光源和摄像机布置在一个水平平面上。透明对象的倾斜角在此是由透明对象的上边缘到下边缘的连线与沿竖直方向的线所夹的角。透明对象的高度是其沿竖直方向的伸展尺寸。透明对象可以相对于照明装置和标靶至少沿水平方向运动。例如在检测重影角或视角时挡风玻璃的安装位置、特别是其倾斜角由如下方式设定，即：挡风玻璃应如何应用于车辆中。水平平面在该情况下平行于车辆底部的平面。标靶可以通过至少一个摄像机的拍摄面(如例如胶片、CCD芯片或CMOS芯片)或图像传感器形成，从而在该情况下摄像机直接检测初级和次级图像。作为标靶但是也可以设有至少一个屏幕/荧光屏或类似的2维成像面，其中光源的初级和次级图像成像在该屏幕或类似的2维成像面上。在该情况下至少一个摄像机拍摄由成像面成像的初级和次级图像。利用按照本专利技术的设备可以对于多个体积元、更确切地说对于由光源照明的每个体积元同时确定重影角和/或视角，而无需透明对象相对于照明装置和标靶运动。利用每个光源检测一个唯一的、基于光的光路而言所属的体积元的重影角和/或视角，相应光源的光穿过该体积元，其中，通过不同光源同时确定不同体积元的重影性能。由此极大地缩短对于透明对象的质量控制所需的时间。发光的光源的初级和次级图像的位置在标靶上优选2维地进行检测。每个位置因此具有水平和竖直分量。标靶优选垂直于从光源至标靶的光路的水平面。为了确定体积元的重影角和/或视角，确定在对象上次级图像的位置与初级图像的位置的间距。重影角和/或视角可以从中借助于已知的三角函数来计算，这是因为由光源直至标靶的光路的长度和透明对象在光路中的位置是已知的。优选地，确认初级图像的位置和次级图像的位置的间距是否大于预定的间距最大值就足够了。假如间距大于间距最大值，那么将透明对象分级为有缺陷的。通过这种方式可以降低在确定重影角或视角时的成本。在另一优选实施例中，在同一时间通过摄像机检测如下照明装置的初级图像和次级图像的位置，该照明装置具有一行或彼此水平并排的多行多个上下叠置(竖直布置)的光源。特别优选地，在此由一行光源同时在透明对象的整个高度上照明体积元。通过这种方式，在一个步骤中对于在透明对象的整个高度上延伸的体积元确定重影角和/或视角。为了完全分析透明对象，随后使该透明对象沿水平方向相对于照明装置和标靶运动。备选地可以在同一时间通过摄像机检测如下照明装置的初级图像和次级图像的位置，该照明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定光源(11)的在透明对象(14)上的重影角(ρ)和/或视角(σ)的设备，该设备包括：‑照明装置(10)，该照明装置具有多个至少部分同时发光的点状的光源(11)；‑至少一个摄像机(16)，该摄像机被设置用于，在2维标靶上在同一时间检测多个同时发光的光源(11)的初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)的位置，其中，每个光源(11)的初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)通过透明对象(14)的一由该光源(11)照射的体积元(14a)在标靶(16a)上产生；以及‑分析处理装置(18)，该分析处理装置被设置用于，基于初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)的位置确定透明对象(14)的相应体积元(14a)的重影角(ρ)和/或视角(σ)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.04 DE 102016114485.11.一种用于确定光源(11)的在透明对象(14)上的重影角(ρ)和/或视角(σ)的设备，该设备包括：-照明装置(10)，该照明装置具有多个至少部分同时发光的点状的光源(11)；-至少一个摄像机(16)，该摄像机被设置用于，在2维标靶上在同一时间检测多个同时发光的光源(11)的初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)的位置，其中，每个光源(11)的初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)通过透明对象(14)的一由该光源(11)照射的体积元(14a)在标靶(16a)上产生；以及-分析处理装置(18)，该分析处理装置被设置用于，基于初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)的位置确定透明对象(14)的相应体积元(14a)的重影角(ρ)和/或视角(σ)。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，照明装置(10)的光源(11)能以如下方式单独接通和关断，即：使得实现对所有光源(11)的初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)的逐步检测，其中，在每个步骤中同时接通多个光源(11)中的一部分量的光源且在同一时间关断另一部分量的光源，其中优选地，至少对于一部分的两个相邻光源(11)，接通一个光源(11)而关断另一光源(11)。3.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，摄像机(16)仅检测每个光源(11)的初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)的位置的竖直分量，分析处理装置(18)仅考虑所检测的竖直位置来确定重影角(ρ)和/或视角(σ)。4.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，照明装置(10)的相邻的光源(11)能以如下方式驱控，即：使得相邻的光源具有不同的光强度和/或颜色。5.一种用于确定光源(11)的在透明对象(14)上的重影角(ρ)和/或视角(σ)的方法，其中，透明对象(14)借助于具有多个至少部分同时发光的点状的光源(11)的照明装置(10)来照射，其中，通过至少一个摄像机(16)在2维标靶(16a)上在同一时间检测多个同时发光的光源(11)的初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)的位置，其中，每个光源(11)的初级图像(21a,71a)和次级图像(21b,71b)通过透明对象(14)的一由相应光源(11)照射的体积元(14a)在标靶(16a)上产生，其中，借助于分析处理装置(18)基于初...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·库比亚克，C·里柏达，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