用于探测物体的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于探测物体的方法，其中通过多个发射模块将光图案照射到观察区中，发射模块被相互隔开，其中由至少一个空间分辨探测器单元探测从观察区反向辐射的光，其中根据光切原理基于探测到的光确定位于观察区中的物体的表面轮廓，其中发射模块相互隔开的间隔提供最大空间分辨率。该方法的特征在于，在概观测量中，发射模块的第一选择被启用，由发射模块的第一选择确提供第一空间分辨率，在物体测量中，发射模块的第二选择被启用，由发射模块的第二选择提供第二空间分辨率或者由发射模块的第二选择与属于第一选择的、至少选定数目的发射模块共同提供第二空间分辨率，其中第二空间分辨率大于第一空间分辨率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种如在权利要求1的前序部分中限定的。
技术介绍
在例如在US 6，542，249中公开的那一种一般方法中，相对于彼此以一定间隔隔 开的多个发射模块将光图案照射到观察区中。利用至少一个空间分辨探测器单元探测从观 察区反向辐射的光，并且根据光切原理基于探测到的光确定位于观察区中的物体的表面轮 廓。这里，最大可能空间分辨率是由发射模块相对于彼此隔开的间隔决定的。非常一般地为利用照相机系统的、物体的二维或者三维扫描采用的前述类型的方 法例如被用于工业制造和自动化
中的多种任务。例如，在于车体中安设车门之前， 检查门隙、换言之在车门和车体的周围轮廓之间的距离绕着全部周边是否具有恒定的数值 是可能的。在汽车工业中，这是具有高度重要性的。为此目的，第一自动机携带车门从而靠近车体安设。然后利用例如由第二自动机 引导的光切传感器围绕它的周边检查门隙。然后调节车门，直至门隙沿着周边是尽可能均 勻的。对于非常高的测量速度和测量速率的、增加的要求通常在这个方面提出另一个问 题。特别地，在单一扫描中利用大的数目的发射模块产生的大量的数据可能证实为是一个 缺点。
技术实现思路
提供一种其中能够被特别快速地但是尽管如此准确地执行测量的、前述类型的方 法可以被视为本专利技术的目的。利用具有权利要求1的特征的方法实现了这个目的。本专利技术的方法的有利的变型是从属权利要求的主题并且还特别地参考附图在以 下说明中予以描述。根据本专利技术，前述类型的方法是如此实现的，即，发射模块的第一选择在概观测量 (overview measurement)期间操作，由发射模块的第一选择提供第一空间分辨率，发射模 块的第二选择在物体测量期间操作，并且大于第一空间分辨率的第二空间分辨率由发射模 块的第二选择提供，或者由第二选择发射模块与属于第一选择的、至少选定数目的发射模 块共同提供。本专利技术的中心思想可以被视为概观测量的初始执行采用一般方法，在其概观测量 中，全部可用发射模块的仅仅一部分得到使用。在还被称作物体测量的第二测量中，发射模块的第二选择得到使用，其中空间分 辨率或者更高，即，所采用的发射模块相对于彼此被以更窄的间隔隔开，或者与属于第一 选择的、选定数目的发射模块一起地获得的空间分辨率在任何情形中均大于第一空间分辨率。以下事实，即，能够在非常短的时间中提供概观测量并且然后特别地以更好的空 间分辨率分析待探测的实际物体是可能的，可以被视为本专利技术的实质优点。以此方式，测量速度能够被显著地增加。在本专利技术方法的一个有利的变型中，关于待探测的实际物体的信息被用于选择 用于概观测量和/或用于物体测量的发射模块。这种信息能够包括关于所涉物体的几何 数据，以及与如下的其它物体有关的几何数据，即，将从所述其它物体辨别目前待探测的物 体。这决定了应该在任何给定情形中用以确定表面轮廓的精度。进而，当待检查的物体具有并不足够地再辐射发射模块的光的特定颜色时，前述 类型的方法能够产生特殊的问题。例如，在利用发射红色光的传感器检查绿色物体时将是 这种情形。红色光将大大地被绿色物体吸收并且仅仅轻微地被反向辐射。在当前的汽车工业中，由于工程原因，车门未被喷涂地被安设于车体中。然而，存 在改变这种流程的计划，从而能够在也已被喷涂的车体中安设经喷涂的车门。这将意味着， 由于不足的反向辐射，对于特定的涂料颜色，不再能够使用以前被用于确定门隙的传感器。 因为现有的传感器经常地利用红色光操作，所以用于绿色车门的门隙因此能够仅仅得到不 良的检查。因为测量通常不是以反射几何执行的，所以高度反射或者闪耀表面例如利用高 光饰面漆涂覆的那些也是成问题的，因为非常少的光被沿着除了反射方向之外的方向辐 射。在本专利技术方法的一个特别优选的变型中，发射模块发射具有至少两个不同波长的 光，并且具有该至少两个不同波长的光被沿着公共光路引导到物体上。因此提供了一种方法，利用该方法，能够在很大程度上与它们的颜色无关地检查 物体。进而，能够易于对本专利技术的方法在正确地起作用进行检验。从开始不再使用具有仅仅一个波长的光而是使用多个波长并且将它们照射到待 检查的物体上的思想能够被视为本专利技术的这个改进的另一中心思想。这为估计提供了基本 上更多的可能性。沿着同一光学光路将不同的波长引导到观察区中的思想能够被视为本专利技术的这 个改进的另一中心思想。因此在一方面能够保持结构构件是紧凑的，并且，在另一方面，光 束分量是几何地等价的，并且如果有必要，则在分析期间易于从一个波长切换到另一个波长。在产生本专利技术的初步阶段期间进行的广泛的测试揭示了 与可见光相比，利用非 可见光，反向散射明显更加不依赖于物体的颜色。因此，在本专利技术的方法的一个特别优选的 实施例中，仅仅非可见光被探测并且用于分析。本专利技术的方法的使用显著地改进了在可见光谱中是反射性的或者强烈地吸收特 定波长的表面的检查。能够以特别有利的方式使用来自可见光源的光以正确地调节或者对准传感器。进 而，可见光总是为使用者提供了一种检查传感器是否被正确地定位的、可靠的视觉方法，因 为根据本专利技术，不同的波长被沿着同一光路在物体上聚焦。基本上，还能够采用紫外光源作为非可见光源。然而，对于红外光源的使用给予了 特别的偏好。为了增加信噪比，能够将波长选择带通滤波器置于探测器单元的前面。原则上，能够为传感器模块的每一个光源提供单独的准直透镜。在本专利技术的装置 的一个特别有利的实施例中，在每一个发射模块的光束分裂器的下游设置准直透镜。因此 用于各个光源的、单独的准直透镜不再是有必要的。发射模块的构造能够是更为紧凑的并 且因此特别好地适合于多行投影仪，即，实现本专利技术的方法。进而，通过为两个激光器使用 公共准直透镜，关于潜在公差(potential tolerance)的自由度的数目能够得以降低。基本上，适用于确定物体的表面轮廓的全部图案可以被用作光图案。特别偏好使 用条纹图案作为光图案。已经发现当发射模块特别是平行地将相同的光图案照射到观察区 中时，测量数据的估计是特别容易的。关于设备，有利的是提供能够在其中容纳多个发射模 块的外壳。特别偏好在外壳中等距离地隔开发射模块的布置。关于装置，当每一个发射模块具有用于提供将被投射到物体上的光条纹的柱面透 镜时是有利的。基本上，以足够高的强度发射所期波长的任何光源能够被用作光源。特别 偏好激光二极管的使用。所使用的光束分裂器优选地是二向色光束分裂器。当使用多于一个、更加具体地两个能够探测由物体反向辐射的、不同波长的光的 探测器单元时，实现了更加多样的可能应用。其中能够探测具有至少两个不同波长的光的方法的变型因此是可能的。进而，确 定对于哪个波长信噪比最大是可能的，并且然后能够对于如此确定的波长进行估计。当待探测的物体的表面轮廓是完全未知的时，在估计期间可能产生含糊性，因为 由空间分辨探测器单元测量的结构不能被清楚地分配给由多个发射模块投射到待探测的 物体上的局部光图案。为了避免这点，能够有利地按顺序、更加具体地各自地启用不同的发射模块。例 如，并置的发射模块能够被顺序地和循环地启用。为了执行本专利技术的方法，能够提供一种特 殊的控制装置，利用该控制装置，第一和第二选择得以作出，并且然后该控制装置基于这些 第一和第二选择启用发射模块。将测得数据分配给特定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于探测物体的方法，其中通过多个发射模块将光图案照射到观察区中，所述发射模块被相互隔开，其中由至少一个空间分辨探测器单元探测从所述观察区反向辐射的光，其中根据光切原理基于探测到的光确定位于所述观察区中的物体的表面轮廓，其中所述发射模块相互隔开的间隔提供最大空间分辨率，其中在概观测量中，发射模块的第一选择被启用，其中通过发射模块的所述第一选择提供第一空间分辨率，其中在物体测量中，发射模块的第二选择被启用，其中通过发射模块的所述第二选择提供第二空间分辨率或者通过发射模块的所述第二选择与属于所述第一选择的、至少选定数目的所述发射模块共同提供第二空间分辨率，其中所述第二空间分辨率大于所述第一空间分辨率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：托尔斯滕奥布雷希特，贝内迪克特劳舍尔，恩斯特塔贝尔，
申请(专利权)人：倍加福有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]