DE4238891A1 - Kamerasystem mit integrierter Entfernungsmeßeinrichtung - Google Patents
Kamerasystem mit integrierter EntfernungsmeßeinrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kamerasystem, in das eine Entfernungsmeßeinrichtung so
integriert ist, daß der Abstand zwischen der Kamera und einem aufzunehmenden Objekt entlang
der optischen Achse der Kamera bestimmt werden kann.
Vor allem im Bereich der industriellen Qualitätssicherung kommen zur exakten Vermessung von
geometrischen Größen Zeilen- bzw. Matrixkameras in Verbindung mit leistungsstarken
Bildverarbeitungseinrichtungen in immer stärkeren Maße zum Einsatz. Diese Kameras befinden
sich entweder in einem definierten, unveränderlichen Abstand zum aufzunehmenden Objekt oder
es wird zusätzlich ein zweites Objekt mit bekannten Abmaßen als Referenzmaßstab
aufgenommen. Nur so ist es möglich, absolute Größen verschiedener Objektdetails aus den
aufgenommenen Bildern zu bestimmen. In allen Fällen, wo durch äußere Gegebenheiten, wie
z. B. bei der Aufnahme von unzugängliche Objekten mittels ferngesteuerten, selbstfahrenden
Kamerawagen, diese beide Verfahren nicht anwendbar sind, ist es unmöglich Aussagen über
absolute Objektgrößen aus aufgenommenen Bildern zu erhalten.
Durch das einfache Anbringen einer aktiven Triangulations-Entfernungsmeßeinrichtung
in unmittelbarer Nähe der Kamera könnten die geschilderten Probleme für bestimmte Objekte
teilweise gelöst werden. Da in diesem Fall die Bildlage des Meßstrahlauftreffpunktes auf dem
Objekt nicht unabhängig von der Entfernung des Objektes ist, ist die für eine spätere
Weiterverarbeitung der Bilder notwendige eindeutige Zuordnung zwischen dem
Meßstrahlauftreffpunkt und einem bestimmten Bildpunkt nicht gegeben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der
neben der Bildaufnahme eine exakte Bestimmung des Abstandes zur aufgenommenen
Objektfläche entlang der optischen Achse der Kamerasystems möglich ist, so daß über den zu
berechnenden Abbildungsmaßstab exakte Aussagen zu absoluten Objektgrößen aus den
aufgenommenen Bildern gemacht werden können; bei Einsatz von Kamerasystemen mit kleinen
Objektiven ist die Abschattung des Kameraobjektives möglichst gering zu halten.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine optische
Entfernungsmeßeinrichtung so in ein Kamerasystem integriert wird, daß der über eine spezielle
optische Baugruppe vor dem Objektiv der Kamera eingekoppelte Meßstrahl entlang der
optischen Achse des Kamerasystems verläuft. Dadurch wird gewährleistet, daß der
Auftreffpunkt des Meßstrahls auf dem Objekt unabhängig von der Objektentfernung ständig
genau in der Mitte des Bildes abgebildet wird. Damit ist für die weitere Verarbeitung des Bildes
eine eindeutige Zuordnung gegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Die
dazu gehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 den Aufbau des Gesamtsystems,
Fig. 2 die speziell geformte, dünne Strahlteilerplatte.
Das Objekt 1 wird über das Kameraobjektiv 2 auf eine CCD-Matrix 3 abgebildet. Dabei ist die
Abschattung durch die Teilerfläche 4 der Strahlteilerplatte 8 so gering, daß sie keinen
wesentlichen Einfluß auf die Qualität des Bildes hat.
Gleichzeitig wird der durch die Strahlungsquelle 5 erzeugte und das Objektiv 6 geformte, dünne
Meßstrahl 7 über eine spezielle optische Baugruppe, natürlich der dünnen Strahlteilerplatte 8, mit
der optischen Achse 9 des Kamerasystems in Übereinstimmung gebracht. Dabei ist die
Abschattung des Kameraobjektives 2 durch die speziell geformte, dünne Strahlteilerplatte 8
vernachlässigbar gering.
Die Strahlteilerplatte 8 besteht aus dem unteren und dem oberen strahlungsdurchlässigen Körper
10, 11, die an der Teilerfläche 4 miteinander verbunden sind. Der Meßstrahl 7 trifft auf die
vollständig hintergrundverspiegelte und um 45° zur Strahlnormalen geneigte Fläche 12 und wird
um 90° in Richtung Teilerfläche 4 abgelenkt. Die Teilerfläche 4 ist so beschaffen, daß der
überwiegende Teil des Meßstrahls 7 reflektiert wird und somit entlang der optischen Achse 9 des
Kamerasystems verläuft.
Der durch den Meßstrahl 7 erzeugte Lichtfleck auf dem Objekt 1 wird über das Sensorobjektiv
13 auf eine positionsempfindliche Diode 14 abgebildet. Dabei ist die Schwerpunktslage des
Lichtfleckbildes auf der positionsempfindlichen Diode 14 ein Maß für den Abstand zwischen der
Kamera und dem Objekt 1. Die Ausgangssignale der positionsempfindlichen Diode 14 werden
einer Signalverarbeitungseinheit 15 zugeführt und für die weitere Verarbeitung im Rechner 16
aufbereitet. Das Videosignal der CCD-Kamera wird in der Bildverarbeitungseinheit 17
digitalisiert und zusammen mit den vorverarbeiteten Signalen der positionsempfindlichen Diode
im Rechner in geeigneter Art und Weise verknüpft, so daß exakte Detailgrößen aus den
aufgenommenen Bildern bestimmt werden können.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Objekt
2 Kameraobjektiv
3 CCD-Matrix
4 Teilerfläche
5 Strahlungsquelle
6 Objektiv
7 Meßstrahl
8 spezielle Strahlteilerplatte
9 optische Achse des Kamerasystems
10 unterer strahlungsdurchlässiger Körper
11 oberer strahlungsdurchlässiger Körper
12 hintergrundverspiegelte Fläche
13 Sensorobjektiv
14 positionsempfindliche Diode
15 Signalverarbeitungseinheit
16 Rechner
17 Bildverarbeitungseinheit
2 Kameraobjektiv
3 CCD-Matrix
4 Teilerfläche
5 Strahlungsquelle
6 Objektiv
7 Meßstrahl
8 spezielle Strahlteilerplatte
9 optische Achse des Kamerasystems
10 unterer strahlungsdurchlässiger Körper
11 oberer strahlungsdurchlässiger Körper
12 hintergrundverspiegelte Fläche
13 Sensorobjektiv
14 positionsempfindliche Diode
15 Signalverarbeitungseinheit
16 Rechner
17 Bildverarbeitungseinheit
Claims (4)
1. Kamerasystem mit integrierter Entfernungsmeßeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Einkopplung des Meßstrahles (7) auf die optische Achse (9) als speziell geformte
optische Baugruppe, eine dünne Strahlteilerplatte (8) angeordnet ist.
2. Kamerasystem mit integrierter Entfernungsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die dünne Strahlteilerplatte (8) aus einem unteren und einem oberen
strahlungsdurchlässigen Körper (10, 11) besteht und diese an der Teilerfläche (4) mit
einander verbunden sind.
3. Kamerasystem mit integrierter Entfernungsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Erreichung eines intensiven Meßstrahles (7) bei gleichzeitiger
geringer Abschattung des Kameraobjektives (2), die Teilerfläche (4) mit einem hohen
Reflexionsgrad versehen ist.
4. Kamerasystem mit integrierter Entfernungsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Umlenkung des Meßstrahles (7) in Richtung Teilerfläche
(4) der untere Körper (10) mit einer vollständig hintergrundverspiegelten und um 45° zur
Strahlnormalen geneigten Fläche (12) versehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4238891A DE4238891A1 (de) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Kamerasystem mit integrierter Entfernungsmeßeinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4238891A DE4238891A1 (de) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Kamerasystem mit integrierter Entfernungsmeßeinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4238891A1 true DE4238891A1 (de) | 1994-05-26 |
Family
ID=6473168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4238891A Withdrawn DE4238891A1 (de) | 1992-11-19 | 1992-11-19 | Kamerasystem mit integrierter Entfernungsmeßeinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4238891A1 (de) |
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- 1992-11-19 DE DE4238891A patent/DE4238891A1/de not_active Withdrawn
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