JP2023110906A - 2d画像データを取得し、光三角測量からの3d画像データに関連付けるための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
レーザー三角測量ベースの3D撮像システムにおける、スペックル雑音のない反射率に基づく2D画像データ、
光三角測量ベースの3D撮像システムにおける、代替光源ジオメトリからの反射率に基づく2D画像データ、および
反射率に基づき、光三角測量からの3D画像データと整合され、かつ、たとえば、それとともに登録される、2D画像データにおける表面欠陥の改善された検出を可能にする。
測定物体220が、前記1つまたは複数の第2の光251を用いて照明され、1つまたは複数の第3の露光期間(EXP3)中に画像センサー231によって、測定物体220からのいずれかの反射された第2の光が検知され、1つまたは複数の第3の画像(IM3)がそれぞれ生じる。
第1の画像内のそれぞれの第1のセンサー位置(SP1)に対し、前記1つまたは複数の第3の画像(IM3)内のそれぞれの第3のセンサー位置(SP3)が選択され、1つまたは複数の第2の光251を用いる前記照明は、前記1つまたは複数の第3の露光期間(EXP3)中に、測定物体220からのいずれかの反射された第2の光が、選択された第3のセンサー位置(SP3)において、反射された第1の光211よりも高い強度が生ずることになるように、提供され得る。このことは、反射された第2の光が不明瞭にされず、かつ/またはSP3において反射された第1の光によって望ましくなく干渉されないことを確実にする。
前記1つまたは複数の第3の画像内のそれぞれの第3のセンサー位置(SP3)、すなわち、アクション202において選択された第3のセンサー位置からの2D画像データが取得され、取得された画像データが、それぞれの第3のセンサー位置(SP3)がそれに対して選択された第1のセンサー位置(SP1)に関連付けられる。結果として、光三角測量からの3D画像データが、第1のセンサー位置(SP1)における第1の強度ピーク位置に基づくので、取得された2D画像データは、3D画像データに関連付けられるようになる。
第1の光211が、1つまたは複数の露光期間(EXP3)、たとえば、第3の露光期間361-3b中に、測定物体220を照明することを防止され得、かつ有利に防止されることが上述された。それによって、いかなる第1の光もIM3内でキャプチャされ得ず、このことは、明確に図4Cの場合である。同様に、同じく上述されたように、第2の光251は、第1の露光期間361-1b中、すなわち、EXP1中に測定物体220を照明することを防止され得、したがって、図4Bでわかるように、IM1内でキャプチャされないことがある。図4B~図4Cを図4Aと比較することからわかるように、このことは、反射された第1の光および第2の光が、SP3がSP1に対してどこで選択されるかに無関係に、互いに干渉しないことを意味する。したがって、反射された第1の光または第2の光のみが画像内で同時に存在するので、図4Aの場合のように、SP1からの距離dにSP3を配置する必要はなく、代わりに、SP3は、図4B~図4Cに示されているように、たとえば、SP1と同じセンサー位置であり得るので、SP3を選択することが極めて簡単になる。言い換えれば、前記1つまたは複数の第3の画像(IM3)、たとえば、340-3内のそれぞれの第3のセンサー位置SP3は、第1の画像(IM1)、たとえば、340-1内の強度ピークと同じそれぞれの第1のセンサー位置SP1、たとえば、471bにおいて選択され得る。もちろん、dに対応する、センサー位置vにおける距離は、典型的には、これらの実施形態でも受け入れ可能である。
110 光源、第1の光源
111 特定の光パターン
112 光線、光
120 第1の測定物体、第1の物体、撮像された物体、物体
121 第2の測定物体、第2の物体
122 コンベヤベルト
123 座標系
130 カメラ、カメラユニット
141-1~141-N 輪郭画像
205 撮像システム、システム、デバイス
205a、205b、205c、205e 撮像システム
210 第1の光源
211 第1の光、反射された第1の光、検知された反射された第1の光
220、520 測定物体
230 カメラ、デバイス
231 画像センサー、画像プロセッサ
232 視野
233 コンピューティングデバイス、デバイス
250、250c'、250c-1、250c-2、250e-1、250e-2 第2の光源
250a、250b 第2の光源、光源
250c 光源
251 第2の光、反射された第2の光、検知された反射された第2の光、拡散する第2の光
251a、251b、251c、251c'、251c-1、251c-2、251e-1、251e-2 第2の光
252b 角度θ、方向
252e-1、252e-2 方向
340-1、340-1a、340-1b 第1の画像
340-2、340-2a、340-2b 第2の画像
340-3、340-3a、340-3b 第3の画像
361-1、361-1a、361-1b 第1の露光期間
361-2、361-2a、361-2b 第2の露光期間
361-3、361-3a、361-3b 第3の露光期間
363a、363b 時間期間
413 反射された第1の光
413a 第1の光強度分布、光強度分布
413b 第1の光強度分布
453 反射された第2の光
453a 第2の光強度分布、光強度分布
453b 第2の光強度分布
453c 光強度分布
471、571 第1のセンサー位置SP1、第1の強度ピーク位置
471a 強度ピーク位置、第1のセンサー位置
471b 第1のセンサー位置
473、573 第3のセンサー位置SP3
473a、473b 第3のセンサー位置
473-1c 第3のセンサー位置、SP3-1
473-2c 第3のセンサー位置、SP3-2
475、575 それぞれの差
475a 差
475-1c 距離d1
475-2c 距離d2
477a 光強度差、IDIFF(SP1)
477c IDIFF(SP1)
479a 光強度差、IDIFF(SP3)
479c IDIFF(SP3-2)
512 光線、第1の光
513 光強度ピーク位置線、反射された第1の光
579 dMAX、所定の最大距離
581 第1の物体点(OP1)、OP1
583 第3の物体点OP3
585 距離Δ
589 ΔMAX
900 デバイス
901 処理モジュール、プロセッサ
902 メモリ
903 コンピュータプログラム
904 処理回路構成、プロセッサ
905 入力/出力(I/O)モジュール、I/Oモジュール
1001 コンピュータ可読記憶媒体
1002 コンピュータネットワーク
Claims (16)
- 2D画像データを取得し、3D画像データに関連付けるための方法であって、前記3D画像データは、第1の光(211、512)で測定物体(220、520)を照明するための第1の光源(210)と、前記測定物体(220、520)からの反射された第1の光(413、513)を検知するための画像センサー(231)とを含む、撮像システム(205)によって行われる光三角測量から生じる第1の強度ピーク位置(471、571)に基づくものであり、前記光三角測量は、前記第1の光(211、512)で前記測定物体(220、520)の第1の部分を照明し、第1の露光期間(361-1)中に前記画像センサー(231)によって、前記第1の部分からの反射された第1の光(413、513)を検知し、第1のセンサー位置SP1(471、571)において発生する第1の強度ピークをもつ第1の画像(340-1)が生ずること、および前記第1の光(211、512)で前記第1の部分に隣接する前記測定物体(220、520)の他の第2の部分を照明し、他の第2の露光期間(361-2)中に前記画像センサー(231)によって、前記第2の部分からの反射された第1の光を検知し、第2のセンサー位置SP2において発生する第2の強度ピークをもつ第2の画像(340-2)が生ずることを含み、前記撮像システム(205)は、1つまたは複数の第2の光(251)で前記測定物体(220、520)を照明するための、1つまたは複数の追加の第2の光源(250)をさらに含み、前記方法は、
- 前記1つまたは複数の第2の光(251)で前記測定物体(220、520)を照明し(201)、1つまたは複数の第3の露光期間(361-3)中に前記画像センサー(231)によって、前記測定物体(220、520)からのいずれかの反射された第2の光(453)を検知し(201)、1つまたは複数の第3の画像(340-3)が生ずるステップと、
- 前記第1の画像(340-1)内のそれぞれの第1のセンサー位置SP1(471、571)に対し、前記1つまたは複数の第3の画像(340-3)内のそれぞれの第3のセンサー位置SP3(473、573)を選択し(202)、前記1つまたは複数の第3の露光期間(361-3)中に、前記測定物体(220、520)からのいずれかの反射された第2の光が、前記選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)において、反射された第1の光(413、513)よりも高い強度が生ずることになるように、前記1つまたは複数の第2の光(251)を用いる前記照明を提供する(202)ステップと、
- 前記1つまたは複数の第3の画像(340-3)内のそれぞれの選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)の2D画像データを取得し(203)、前記取得された2D画像データを、前記それぞれの選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)がそれに対して選択された前記第1のセンサー位置SP1(471、571)に関連付け(203)、それによって、前記取得された2D画像データは、前記3D画像データに関連付けられるようになるステップと
を含む、方法。 - 前記選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)は、前記第1の画像(340-1)と前記1つまたは複数の第3の画像(340-3)との間の前記測定物体(220、520)のいずれかの実世界移動のための調整を伴う、センサー座標における、それぞれの選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)と前記それぞれの第1のセンサー位置SP1(471、571)との間のそれぞれの差(475、575)が、2Dデータが3Dデータに関連すると見なされるための適用例に固有の最大許容オフセットに対応する、所定の最大距離(579)内であるように選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の第3の露光期間(361-3)は、前記第1の露光期間(361-1)であり、前記1つまたは複数の第3の画像(340-3)は、前記第1の画像(340-1)であり、前記第1の画像(340-1)内のそれぞれの選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)は、前記それぞれの第1のセンサー位置SP1(471、571)までのセンサー座標におけるそれぞれの差(475、575)を用いて選択される、請求項1または2に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の第3の露光期間(361-3)は、前記第1の露光期間(361-1)と前記第2の露光期間(361-2)との間の別個の1つまたは複数の露光期間である、請求項1または2に記載の方法。
- 前記第1の光(211、512)は、前記1つまたは複数の第3の露光期間(361-3)中に前記測定物体(220、520)を照明することを防止される、請求項4に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の第2の光(251)は、前記第1の露光期間(361-1)および前記第2の露光期間(361-2)中に前記測定物体(220、520)を照明することを防止される、請求項4または5に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の第3の画像(340-3)内の前記それぞれの選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)は、前記第1の画像(340-1)内の前記強度ピークと同じそれぞれの第1のセンサー位置SP1(471、571)において選択される、請求項4から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の光源(250)は、異なる波長の第2の光(251)を提供し、前記測定物体(220、520)を照明する前記第2の光(251)は、前記第3の露光期間(361-3)のうちの2つ以上の間で光波長において異なる、請求項4から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の光源(250)のうちの少なくとも1つは、拡散する第2の光(251)を提供している、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の光源(250)は、前記第1の光源(210)が前記第1の光(211)を提供しているのと同じ方向および/または場所からの第2の光(251a)を提供する、少なくとも1つの光源(250a)を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の光源(250)は、前記選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)のうちの少なくともいくつかを照明する鏡面的な第2の光反射を生じる、前記測定物体(220、520)上の第2の光照明を引き起こす、方向(252b)からの第2の光(251b)を提供する、少なくとも1つの光源(250b)を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の光源(250)は、前記測定物体(220、520)の表面に沿った暗視野照明として、前記表面上のいずれかの照明された突出構造が、前記選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)のうちの少なくともいくつかを照明する第2の光反射を引き起こすことになるように、第2の光(251c)を提供する、1つまたは複数の光源(250c)を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第2の光源(250)は、前記選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)のうちの少なくともいくつかを照明する第2の光反射を生じる、前記測定物体(220、520)上の第2の光照明を引き起こす、それぞれ、少なくとも2つの異なる方向(252e-1、252e-2)からの第2の光(251e-1、251e-2)を提供する、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 1つまたは複数のプロセッサ(901、904)によって実行されると、1つまたは複数のデバイス(900)に、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法を行わせる命令を含む、コンピュータプログラム(903)。
- 請求項14に記載のコンピュータプログラム(903)を含むキャリアであって、前記キャリアは、電子信号、光信号、無線信号、またはコンピュータ可読記憶媒体(1001)のうちの1つである、キャリア。
- 2D画像データを取得し、3D画像データに関連付けるための、1つまたは複数のデバイス(900、230、233、205)であって、前記3D画像データは、第1の光(211、512)で測定物体(220、520)を照明するための第1の光源(210)と、前記測定物体(220、520)からの反射された第1の光(413、513)を検知するための画像センサー(231)とを含む、撮像システム(205)によって行われる光三角測量から生じる第1の強度ピーク位置(471、571)に基づくものであり、前記光三角測量は、前記第1の光(211、512)で前記測定物体(220、520)の第1の部分を照明し、第1の露光期間(361-1)中に前記画像センサー(231)によって、前記第1の部分からの反射された第1の光(413、513)を検知し、第1のセンサー位置SP1(471、571)において発生する第1の強度ピークをもつ第1の画像(340-1)が生ずること、および前記第1の光(211、512)で前記第1の部分に隣接する前記測定物体(220、520)の他の第2の部分を照明し、他の第2の露光期間(361-2)中に前記画像センサー(231)によって、前記第2の部分からの反射された第1の光を検知し、第2のセンサー位置SP2において発生する第2の強度ピークをもつ第2の画像(340-2)が生ずることを含み、前記撮像システム(205)は、1つまたは複数の第2の光(251)で前記測定物体(220、520)を照明するための、1つまたは複数の追加の第2の光源(250)をさらに含み、前記1つまたは複数のデバイスは、
前記1つまたは複数の第2の光(251)で前記測定物体(220、520)を照明し(201)、1つまたは複数の第3の露光期間(361-3)中に前記画像センサー(231)によって、前記測定物体(220、520)からのいずれかの反射された第2の光(453)を検知し(201)、1つまたは複数の第3の画像(340-3)が生ずること、
前記第1の画像(340-1)内のそれぞれの第1のセンサー位置SP1(471、571)に対し、前記1つまたは複数の第3の画像(340-3)内のそれぞれの第3のセンサー位置SP3(473、573)を選択し(202)、前記1つまたは複数の第3の露光期間(361-3)中に、前記測定物体(220、520)からのいずれかの反射された第2の光が、前記選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)において、反射された第1の光(413、513)よりも高い強度が生ずることになるように、前記1つまたは複数の第2の光(251)を用いる前記照明を提供する(202)こと、および
前記1つまたは複数の第3の画像(340-3)内のそれぞれの選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)の2D画像データを取得し(203)、前記取得された2D画像データを、前記それぞれの選択された第3のセンサー位置SP3(473、573)がそれに対して選択された前記第1のセンサー位置SP1(471、571)に関連付け(203)、それによって、前記取得された2D画像データは、前記3D画像データに関連付けられるようになること
を行うように構成される、1つまたは複数のデバイス(900、230、233、205)。
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