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1. WO2005059470 - VERFAHREN ZUR DYNAMISCHEN, DREIDIMENSIONALEN ERFASSUNG UND DARSTELLUNG EINER OBERFLÄCHE

Veröffentlichungsnummer WO/2005/059470
Veröffentlichungsdatum 30.06.2005
Internationales Aktenzeichen PCT/DE2004/002755
Internationales Anmeldedatum 16.12.2004
IPC
G01B 11/25 2006.01
GPhysik
01Messen; Prüfen
BMessen der Länge, der Dicke oder ähnlicher linearer Abmessungen; Messen von Winkeln; Messen von Flächen; Messen von Unregelmäßigkeiten an Oberflächen oder Umrissen
11Messanordnungen gekennzeichnet durch die Verwendung optischer Messmittel
24zum Messen von Umrisslinien oder Krümmungen
25durch Projizieren eines Musters, z.B. Moiré-Streifen, auf den Gegenstand
CPC
G01B 11/2522
GPHYSICS
01MEASURING; TESTING
BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
11Measuring arrangements characterised by the use of optical means
24for measuring contours or curvatures
25by projecting a pattern, e.g. ; one or more lines,; moiré fringes on the object
2518Projection by scanning of the object
2522the position of the object changing and being recorded
Anmelder
  • UNIVERSITÄT KARLSRUHE [DE]/[DE] (AllExceptUS)
  • DILLMANN, Rüdiger [DE]/[DE] (UsOnly)
  • GOCKEL, Tilo [DE]/[DE] (UsOnly)
  • AZAD, Pedram [DE]/[DE] (UsOnly)
Erfinder
  • DILLMANN, Rüdiger
  • GOCKEL, Tilo
  • AZAD, Pedram
Vertreter
  • GAGEL, Roland
Prioritätsdaten
103 59 104.417.12.2003DE
Veröffentlichungssprache Deutsch (DE)
Anmeldesprache Deutsch (DE)
Designierte Staaten
Titel
(DE) VERFAHREN ZUR DYNAMISCHEN, DREIDIMENSIONALEN ERFASSUNG UND DARSTELLUNG EINER OBERFLÄCHE
(EN) METHOD FOR THE DYNAMIC, THREE-DIMENSIONAL DETECTION AND REPRESENTATION OF A SURFACE
(FR) PROCEDE DE DETECTION ET DE REPRESENTATION TRIDIMENSIONNELLE DYNAMIQUE D'UNE SURFACE
Zusammenfassung
(DE)
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen, dreidimensionalen Erfassung und Darstellung einer Oberfläche (1) mit einem Projektionssystem, bei dem ein zeitlich konstantes Muster (2) unter einer Projektionsrichtung auf die Oberfläche (1) projiziert wird, ein erstes Einzelbild der Oberfläche (1) mit dem darauf projizierten Muster (2) aus einer von der Projektionsrichtung unterschiedlichen Erfassungsrichtung aufgezeichnet wird und aus dem ersten Einzelbild mittels Triangulation erste 3D-Punkte der Oberfläche (1) bestimmt und zu einem Bild (6) verarbeitet werden. Jeweils während oder nach einer Relativbewegung zwischen der Oberfläche (1) und dem Bildaufnehmer (5) werden ein oder mehrere weitere Einzelbilder der Oberfläche (1) mit dem darauf projizierten Muster (2) erfasst und zur Bestimmung von weiteren 3D-Punkten ausgewertet. Die ersten und weiteren 3D-Punkte werden registriert und das Bild (6) wird mit den weiteren 3D-Punkten ergänzt. Beim vorliegenden Verfahren wird als Muster (2) ein Schwarzweiss- oder Graustufen-Muster eingesetzt, das dem Projektionssystem vor einem anfänglichen Kalibrierungsschritt nicht bekannt ist, bei dem eine Kalibrierung des Projektors durch Projektion des Musters (2) auf in Lage und Orientierung bekannte Projektionsebenen erfolgt, wobei ein mit dem Bildaufnehmer (5) aufgezeichnetes Projektionsbild des Musters (2) auf eine der bekannten Projektionsebenen als Basisbild für die Auswertung der Einzelbilder dient.
(EN)
The invention relates to a method for dynamically, three-dimensionally detecting and representing a surface (1) by means of a projection system. According to said method, a temporally constant pattern (2) is projected onto the surface (1) below a projection device, a first individual image of the surface (1) comprising the projected pattern (2) is recorded from a direction of detection that is different from the direction of projection, and first 3D points of the surface (1) are determined from the first individual image by means of triangulation and are processed so as to obtain an image (6). One or several additional individual images of the surface (1) comprising the projected pattern (2) are detected during or following a relative movement between the surface (1) and the image recorder (5) and are evaluated in order to determine other 3D points. The first and other 3D points are registered and the image (6) is supplemented with the other 3D points. The inventive method uses a black-and-white or grayscale pattern unknown to the projection system as a pattern (2) prior to an initial calibration step in which the projector is calibrated by projecting the pattern (2) onto projection planes whose position and orientation are known. A image of the pattern (2), which is recorded with the aid of the image recorder (5) and is projected onto one of the previously known projection planes, is used as a basic image for evaluating the individual images.
(FR)
L'invention concerne un procédé de détection et de représentation tridimensionnelle dynamique d'une surface (1) au moyen d'un système de projection. Selon ce procédé, un motif (2) constant est projeté sur la surface (1) dans une direction de projection; une première image individuelle de la surface (1) est enregistrée avec le motif (2) projeté sur ladite surface à partir d'une direction de détection différente de la direction de projection; et des premiers points tridimensionnels de la surface (1) sont déterminés à partir de la première image individuelle par triangulation et sont traités pour former une image (6). Pendant ou après chaque mouvement relatif entre la surface (1) et le dispositif d'acquisition d'images (5), une ou plusieurs autres images individuelles de la surface (1) comportant le motif (2) projeté sur cette dernière sont détectées et évaluées pour permettre la détermination d'autres points tridimensionnels. Les premiers et les autres points tridimensionnels sont enregistrés et l'image (6) est complétée avec les autres points tridimensionnels. Selon ce procédé, le motif (2) utilisé est un motif noir et blanc ou à échelle de gris inconnu du système de projection avant une étape initiale d'étalonnage au cours de laquelle un étalonnage du projecteur est réalisé par projection du motif (2) sur des plans de projection dont la position et l'orientation sont connus. Une image de projection du motif, enregistrée au moyen du dispositif d'acquisition d'images (5), sur un des plans de projection connus sert d'image de base pour l'évaluation des images individuelles.
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