运动的对象流的检测制造技术

本申请涉及运动的对象流的检测。给出了一种用于检测相对于相机设备(10)运动的对象(54)的流的相机设备(10)，该相机设备具有：图像传感器(20)，其用于记录对象(54)的图像数据；几何检测传感器(28，62)，其用于测量对象(54)；以及控制和评估单元(42)，其被设计用于根据几何检测传感器(28，62)的测量数据确定至少一个感兴趣的区域(74)，以将对所述图像数据的评估限制于感兴趣的区域(74)上。在此，图像传感器(20)具有配置单元(22)，以便能够仅读取相应记录的图像数据的可调节部分(70，74)，并且控制和评估单元(42)被设计用于仅从图像传感器(20)读取图像数据的根据感兴趣的区域(70，74)确定的部分。74)确定的部分。74)确定的部分。

【技术实现步骤摘要】
运动的对象流的检测
[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1和15的主题的用于检测运动的对象流的相机设备和方法。
[0002]在工业应用中，相机以各种方式用于自动检测对象属性，例如用于检查或测量对象。在此，记录对象的图像并根据任务通过图像处理方法进行评估。相机的另一个应用是读取代码。借助于图像传感器记录具有位于其上的代码的对象，在图像中识别代码区域并随后对该代码区域进行解码。基于相机的读码也可以轻松应对一维条形码以外的其它代码类型，这些代码类型与矩阵码一样也被构造成二维的并提供更多信息。原则上，打印地址的自动文本检测(OCR，Optical Character Recognition，光学字符识别)或手写字体的自动文本检测也是对代码的读取。读码器的典型应用领域是超市收银台、自动包裹识别，邮件分拣、机场行李托运和其它物流应用。
[0003]常见的检测情况是将相机安装在传送带上方。对象流在传送带上的相对运动期间，相机记录图像并根据所获得的对象属性启动进一步的处理步骤。这些处理步骤例如包括：在作用于所传送对象的机器上适配于具体对象的进一步处理，或者通过在质量控制的框架内将某些对象从对象流中排除或将对象流分类成多个子对象流，来改变对象流。如果相机是基于相机的读码器，则根据所附的代码来识别对象以便进行正确的分类或类似的处理步骤。
[0004]越来越多的更强大的图像传感器可供使用，因此可以用很少的相机覆盖例如传送带宽度的大范围。然而，在对象高度不同的情况下，总会出现景深范围不足以以足够的清晰度记录视场中的所有对象的情况。原则上，聚焦调节器在这里提供了一条出路。然而，为此需要快速的记录序列，因为否则待记录的对象将不再被记录到或至少不再以正确的视角被记录到。在大型图像传感器的情况下，无法实现所需的高记录频率，因为产生的数据比两个记录之间可以处理的数据更多。较小的图像传感器将在这方面有所帮助，但这样做会牺牲用几个相机或理想情况下用单个相机覆盖大区域的预期优点。
[0005]原则上，可以用小光圈和额外的照明来扩展景深范围，以补偿光损失，从而补偿较差的信噪比。然而，这将使已经强大的照明变得更加昂贵。此外，这不会减少数据负载。此外，可以考虑使用具有超宽纵横比的图像传感器，利用该图像传感器可以覆盖传送带，而不会过度增加数据量。然而，这种奇异的图像传感器是不可用的，或者至少会显著地限制关于对图像传感器重要的其他因素的选择。此外，即使在传送方向上，大的可视范围也具有其优点，而超宽的图像传感器则失去了这些优点。
[0006]EP 1 645 838 B1和EP 1 645 839 B1分别公开了一种用于监控传送带上的运动对象的设备。测距仪或激光扫描仪位于相机的上游，并且利用其数据确定感兴趣的区域(ROI，region of interest)，图像数据的后续评估限于该区域。在此，使用线阵相机(Zeilenkamera)，其图像行被组合成图像。因此，所有图像数据首先产生，然后才减少。矩阵相机只是顺便提及，而没有解释如何处理其图像数据。在这种形式中，矩阵相机与线阵相机相比仅加剧了数据量的问题，因为图像行甚至经常被冗余地检测。
[0007]在DE 20 2006 020 599 U1中，使用预先测量的几何数据，以便确定感兴趣的区
域，然后以比非感兴趣的区域更高的分辨率检测感兴趣的区域。在一个实施方式中的区别在于，在感兴趣的区域中比在非感兴趣的区域中更完整地评估图像数据，于是这仅得出EP 1 645 838 B1和EP 1 645 839 B1的另一变型。可替代地，在非感兴趣的区域中例如仅评估每第三行或每第十行。因此，只有当线阵相机的整个视场一致地是非感兴趣的区域时，才能获得较少的数据。此外，该方法根本无法转移到矩阵相机。
[0008]EP 2 693 363 A1描述了一种相机系统，其利用预先检测的几何数据来互补地聚焦多个相机。这基于在多个相机中对对象进行冗余检测，因此不适用于尽可能地仅一个相机覆盖待检测的对象流的整个宽度的系统。此外，由于冗余，总数据量甚至再次成倍增加。
[0009]从EP 3 537 339 A2中已知一种相机，在该相机中集成了根据光飞行方法原理的光电距离传感器。其数据用于多种功能，其中还包括根据从距离值获得的高度轮廓确定感兴趣的区域。然而，感兴趣的区域被视为附加信息，或者在可能的处理步骤中将图像裁剪成感兴趣的区域。因此，待处理的数据要么根本没减少，要么仅在稍后的处理步骤中减少。
[0010]US 9 237 286 B2提出了一种图像传感器，其允许高效节能地读取子图像。在此，在引言中提及了术语感兴趣的区域(ROI)，但是该文献未涉及应用，而是在硬件层面上阐述了图像传感器。
[0011]因此，本专利技术的目的在于进一步改进运动的对象的流的检测。
[0012]该任务通过根据权利要求1和15的用于检测运动的对象流的相机设备和方法来实现。相机设备利用图像传感器记录与其相对运动的对象的图像数据。优选地，图像传感器覆盖从俯视图看的大部分或整个宽度，或者从侧面视角看覆盖流的高度以及运动方向上的一定长度，因此优选地具有分辨率通常为几百万像素的矩阵布置中的多个光接收元件或像素。几何检测传感器测量对象几何形状。测量与对象的相应距离的距离传感器尤其适合于此。由此，可以在知道几何检测传感器在相对运动过程中的位置和姿态的情况下，在运动方向上并且优选也横向于运动方向产生高度轮廓
[0013]控制和评估单元使用几何检测传感器的测量数据来确定(例如，具有对象的)至少一个感兴趣的区域、对象面或其它与相机设备相关的结构。然后，图像数据的进一步评估限于感兴趣的区域(“Cropping裁剪”)。如果测量数据包含强度信息或颜色信息，则可替代地或补充地，非纯几何信息(例如，亮度、颜色或对比度)可用于确定感兴趣的区域。为了根据几何数据确定图像传感器的平面中的感兴趣区域，图像传感器和几何检测传感器优选地彼此校准，并且进行相应的变换。
[0014]本专利技术基于以下基本思想：将图像传感器中的源处的图像数据直接限制在至少一个感兴趣的区域上。图像传感器具有配置单元并且因此提供配置可能性，以便能够仅读取图像数据的可调节部分或子区域。控制和评估单元利用该配置可能性，以便使图像数据的待读取的部分适配于至少一个感兴趣的区域。特别地，恰好读取形成感兴趣的区域的那些像素或像素行。然而，这仅优选地与像素精度相一致，可以考虑感兴趣的区域的缓冲区或裁切的子区域，以及仅共同地允许或限制对某些像素组的访问的受限配置可能性。与感兴趣的区域无关的图像数据甚至不必被读取。
[0015]本专利技术的优点在于，从一开始就将图像数据简化为基本要素。这在图像处理链的许多地方都有很大的优势。节省了数据传输的带宽、存储和计算资源以及处理时间。这不涉及质量损失，因为非感兴趣的区域无论如何都不包含与应用相关的信息。因此，克服了开篇
所描述的较少或仅一个相机覆盖对象流的整个宽度或高度的缺点。结合聚焦调节器，可以确保所有感兴趣的区域在至少一个记录中被清晰地成像。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相机设备(10)，用于检测相对于所述相机设备(10)运动的对象(54)的流，其中，所述相机设备(10)具有：图像传感器(20)，其用于记录所述对象(54)的图像数据；几何检测传感器(28，62)，其用于测量所述对象(54)；以及控制和评估单元(42)，其被设计用于根据所述几何检测传感器(28，62)的测量数据确定至少一个感兴趣的区域(74)，以将对所述图像数据的评估限制在所述感兴趣的区域(74)上，其特征在于，所述图像传感器(20)具有配置单元(22)，以便能够仅读取相应记录的图像数据的可调节部分(70，74)，并且所述控制和评估单元(42)被设计用于从所述图像传感器(20)仅读取所述图像数据的根据所述感兴趣的区域(70，74)确定的部分。2.根据权利要求1所述的相机设备(10)，其中，所述控制和评估单元(42)被设计用于在记录之间调节所述至少一个感兴趣的区域(70，74)和/或所述图像数据的读取的部分。3.根据权利要求1或2所述的相机设备(10)，其中，所述控制和评估单元(42)具有预处理单元(44)，以便从所述图像传感器(20)读取图像数据并预处理，其中所述预处理单元(42)被设计成使得读取和预处理所述图像传感器(20)的记录的完整的图像数据需要完整的预处理时间，并且其中所述图像传感器(20)以在两次记录之间留下的时间比所述完整的预处理时间更短的记录频率操作，特别是以灵活的记录频率操作。4.根据前述权利要求中任一项所述的相机设备(10)，其中，所述配置单元(22)被设计用于选择图像行。5.根据前述权利要求中任一项所述的相机设备(10)，其中，所述配置单元(22)被设计用于选择矩形的子区域。6.根据前述权利要求中任一项所述的相机设备(10)，其中，所述控制和评估单元(42)被设计用于仅从所述图像传感器(20)读取根据所述图像传感器(20)的景深范围(80a，80b)内的感兴趣的区域(70，74)记录的所述图像数据的一部分。7.根据前述权利要求中任一项所述的相机设备(10)，其中，所述控制和评估单元(42)被设计用于针对在所述景深范围(80a，80b)之外的感兴趣的区域(82)确定合适的景深范围(80a，80b)，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼，
申请(专利权)人：西克股份公司，
类型：发明
国别省市：