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DE102007024684A1 - Three-dimensional structure i.e. thin course, detecting method for sheet metal of vehicle body, involves obtaining information about structure from brightness difference of two-dimensional images produced by optical viewing device - Google Patents

Three-dimensional structure i.e. thin course, detecting method for sheet metal of vehicle body, involves obtaining information about structure from brightness difference of two-dimensional images produced by optical viewing device Download PDF

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DE102007024684A1
DE102007024684A1 DE200710024684 DE102007024684A DE102007024684A1 DE 102007024684 A1 DE102007024684 A1 DE 102007024684A1 DE 200710024684 DE200710024684 DE 200710024684 DE 102007024684 A DE102007024684 A DE 102007024684A DE 102007024684 A1 DE102007024684 A1 DE 102007024684A1
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workpiece
camera
viewing device
optical viewing
light
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/25Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
    • G01B11/2509Color coding

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

The method involves diagonally directing two light beams on a work piece (1) i.e. sheet metal of vehicle body, from different directions. The light beams are provided with common incidence area (8) and different wavelengths. An optical viewing device (9) e.g. camera, is aligned on a workpiece surface (2) with an optical axis in the common incidence area of the light beams. The information about a three-dimensional structure is obtained from brightness difference of two-dimensional images that are produced by the optical viewing device. An independent claim is also included for a device for detecting a three-dimensional structure on a surface of a workpiece.

Description

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Die Erfindung behandelt ein Verfahren zur Erfassung dreidimensionaler Strukturen von Werkstücken nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 11. Die Grundidee ist für die Erfassung von mehr als 2 Dimensionen mit nur einer Kamera ausgelegt, sie ist im Prinzip aber auf beliebig viele Kamerakanäle ausbaubar.The The invention relates to a method for detecting three-dimensional Structures of workpieces according to claim 1 and an apparatus for carrying out the method according to claim 11. The basic idea is for capturing more than 2 dimensions with just one camera, In principle, however, it can be expanded to any number of camera channels.

Stand der Technik:State of the art:

Es existiert eine Vielzahl von Beleuchtungsverfahren, um aus dem zweidimensionalen Abbild, das man mit einer einzelnen Kamera erzeugen kann, zusätzliche Höhen- oder Abstandsinformationen zu gewinnen. Dieses wird für die Messtechnik oder die Oberflächenprüfung oft gewünscht. Es sei hier nur beipielhaft erwähnt:

  • • Schräge Beleuchtung: Unebenheiten erzeugen einen Schattenwurf.
  • • Lasertriangulation: ein Punkt oder eine Linie wird als Projektion mit einer Flächenkamera gesucht und der Abstand berechnet.
  • • Strukturierte Beleuchtung: z. B. mit LCD-Projektoren, die Linienmuster auf der Oberfläche erzeugen, ebenfalls für Triangulation.
  • • Schwebungseffekte vieler Art, z. B. Speckle-Interferometrie.
There are a variety of lighting techniques for obtaining additional height or distance information from the two-dimensional image that can be created with a single camera. This is often desired for metrology or surface inspection. It should be mentioned here only by way of example:
  • • Oblique illumination: Unevenness creates a shadow.
  • • Laser triangulation: a point or a line is searched for as a projection with an area camera and the distance is calculated.
  • • Structured lighting: z. With LCD projectors producing line patterns on the surface, also for triangulation.
  • • beating effects of many kinds, eg. B. Speckle interferometry.

Unter Triangulation wird im vorliegenden Fall die Erzeugung eines Höhenlinienverlaufs auf dem Werkstück verstanden.Under Triangulation in the present case is the generation of a contour line on the workpiece Understood.

Aus dem Verlauf der Höhenlinien lassen sich dann Rückschlüsse über die Messungen der dreidimensionalen Struktur ziehen.Out the course of the contour lines can then conclusions about the Draw measurements of the three-dimensional structure.

Darüber hinaus gewinnt die automatische Werkstückverarbeitung in vollautomatisierten Prozessen zunehmend an Bedeutung.Furthermore wins automatic workpiece processing in fully automated processes increasingly important.

In einem Beispiel, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung hierauf, kommt es bei der Automobilindustrie darauf an, mit hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit und entsprechend hoher Auflösung Dünnstellen an Blechen zu finden, bevor diese Bleche zu Karoserieteilen gepreßt werden.In an example, but without limitation of the invention thereto, It depends on the automotive industry, with high processing speed and correspondingly high resolution thin spots to find sheets before these sheets are pressed to Karoserieteilen.

Die Dünnstellen sind als Qualitätsmangel anzusehen, z. B. weil sie vor der Lackierung eliminiert werden müssen.The thin places are as a quality defect to look at, for. B. because they must be eliminated before painting.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erfassung dreidimensionaler Strukturen von Werkstücken zu schaffen, welches neben einer hohen Auflösung auch eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht, so dass die Erfindung auch im Durchlaufverfahren mit hoher Prozessgeschwindigkeit realisierbar ist.It is therefore an object of the present invention, a method for Acquisition of three-dimensional structures of workpieces create, in addition to a high resolution and a high processing speed allows so that the invention also in the continuous process with high process speed is feasible.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.These Task solves the invention with the features of the main claim.

Eine hierfür geeignete Vorrichtung ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 11.A therefor suitable device results from the features of the claim 11th

Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass im Bereich der Blechverformung für Karosseriebleche die Gefahr von Rissen deutlich verringert wird, weil zuverlässig und mit hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit auch Dünnzüge an Blechen von weniger als 0,7 × Blechstärke aufgedeckt werden können.Out The invention has the advantage that in the field of sheet metal deformation for body panels the risk of cracks is significantly reduced because reliable and with high processing speed also thin sheets on sheets of less than 0.7 × sheet thickness uncovered can be.

Dabei können sowohl Flächenkameras als auch Zeilenkameras verwendet werden. Die Verwendung von Zeilenkameras bietet den weiteren Vorteil einer sehr hohen Auflösung, da jedes Pixel eine Information trägt. Geht man einmal davon aus, dass bei einer Zeilenkamera etwa 4.000 Pixel pro Zeile vorhanden sind, lassen sich mit der Erfindung sehr genaue 3-D Informationen über die Oberflächenstruktur des Werkstücks erhalten.there can both area cameras as well as line scan cameras are used. The use of line scan cameras offers the further advantage of a very high resolution, since each pixel carries one piece of information. Assuming that with a line scan camera about 4,000 Pixels are available per line, can be very with the invention accurate 3-D information about the surface structure of the workpiece receive.

Weitere Vorteile der Erfindung:Further advantages of the invention:

Hohe Auflösung:High resolution:

Die meisten bekannten Verfahren beruhen auf dem "Wiederfinden" von projizierten Mustern auf der Oberfläche. Das bedeutet prinzipiell immer eine geringere Auflösung des Messergebnisses, als durch die Pixelgrösse gegeben (Nyquist-Theorem). Zwar kann z. B. bei einer Triangulation eine schwarzweiss-Kante mit Pixel- oder evtl. Subpixelgenauigkeit gefunden werden, aber das stellt ja nie das gesamte zu findende Muster dar.The Most known methods rely on "finding" projected patterns on the surface. The basically means always a lower resolution of the measurement result than through the pixel size given (Nyquist theorem). Although z. B. in a triangulation a black and white edge with pixel or possibly subpixel accuracy, but that never represents the entire pattern to be found.

Die vorliegende Erfindung ermöglich es, die Auflösung einer Kamera voll auszunutzen, d. h. jedes einzelne Pixel trägt die gewünschte Höheninformation.The present invention it, the resolution fully exploit a camera, d. H. every single pixel carries the desired height information.

Flächen- und Zeilenkameras:area- and line scan cameras:

Sämtliche bekannten Triangulationsverfahren können mit Zeilenkameras nicht angewendet werden, ausgenommen die Höhenmessung an genau einem Punkt.All known triangulation methods can not with line scan cameras be applied, except the height measurement at exactly one point.

Das Beleuchtungsprinzip nach dieser Erfindung kann jedoch sowohl bei Flächenkameras als auch bei Zeilenkameras eingesetzt werden. Dieses bedeutet einen erheblichen praktischen Vorteil, da man mit Zeilenkameras leicht ein vielfach höher aufgelöstes Bild des Gegenstandes erzeugen kann als mit Flächen kameras, und je nach Anordnung sogar Endlosbilder von Bandmaterialien o. ä.However, the illumination principle according to this invention can be used both in area cameras and in line scan cameras. This means a significant practical advantage, since one can easily produce a much higher resolution image of the object with line scan cameras than with surface cameras, and depending on the arrangement even endless images of tape materials o. Ä.

Die Erfindung kann sowohl mit schwarz-weiß als auch mit Farbkameras Anwendung finden.The Invention can be used with both black and white and color cameras Find application.

Die Verwendung von Farbkameras ergibt ein auch elektronisch auswertbares Bild ohne zusätzliche Filterung des Lichts.The Use of color cameras also results in an electronically evaluable Picture without additional Filtering the light.

Hingegen bedarf die Verwendung von Scharz-Weiß-Kameras jeweils eines Hoch- oder Tiefpassfilters, bevor die gewünschten Bildinformationen in dem bildverarbeitenden Teil der Kamera ankommen. Hierfür sind Ausführungsbeispiele angegeben.On the other hand the use of black-and-white cameras requires or low-pass filter before the desired image information in Arrive the image processing part of the camera. For this are embodiments specified.

Von weiterem Vorteil ist die Tatsache, dass kein monochromatisches Licht notwendig ist.From Another advantage is the fact that no monochromatic light necessary is.

Es müssen lediglich zwei Lichtquellen vorhanden sein, deren Lichtbündel unterschiedliche Wellenlängen/Wellenlängenzusammensetzungen haben.It have to there are only two light sources whose light bundles have different wavelengths / wavelength compositions.

Störfestigkeit:immunity:

Die vorgeschlagene Beleuchtung zeigt in der Praxis hohe Störfestigkeit gegen Justierfehler der Beleuchtungskörper, ganz im Gegensatz zu allen Formen der Laserstrahlanordnung oder gar der Interferometrie. Damit ist das Verfahren gut in der industriellen Praxis einsetzbar; viele Laborverfahren erreichen dieses Ziel nicht.The proposed lighting shows high immunity to interference in practice against adjustment errors of the lighting fixtures, in contrast to all forms of laser beam arrangement or even interferometry. Thus, the method is well used in industrial practice; Many laboratory procedures do not achieve this goal.

Emissionstoleranzen:Emission tolerances:

Die Beleuchtung erfordert keine eng tolerierten Bauelemente zur Lichtemission. Es müssen die verschiedenen Wellenlängen selbstverständlich unterschieden werden, aber es bedarf keiner besonderen Bauteileselektion von z. B. LEDs, geschweige denn exakt definierter Wellenlängen oder gar ständiger Temperaturkompensation wie für Laser.The Lighting does not require close tolerance components for light emission. To have to the different wavelengths Of course be distinguished, but it requires no special component selection from Z. B. LEDs, let alone exactly defined wavelengths or even more permanent Temperature compensation as for Laser.

Weiter Einsatzbereich:Next application:

Die Genauigkeit der Messung ist erst in der Nähe der verwendeten Wellenlängen begrenzt, d. h. man kann neben sehr grossen Flächen (mehrere Meter) auch sehr kleine Messfelder (Hundertstelmillimeter) wählen, solange ein Pixel deutlich grösser als die beteiligten Wellenlängen abgebildet wird. Damit liegt die Untergrenze bei ca. einstelligen Mikrometern (sei Infrarot bei max. 1000 nm).The Accuracy of the measurement is limited only in the vicinity of the wavelengths used, d. H. You can also very much in addition to very large areas (several meters) select small measuring fields (hundredths of a millimeter) as long as one pixel is clear greater as the wavelengths involved is shown. Thus, the lower limit is approximately one-digit Micrometers (let's say infrared at max 1000 nm).

Typische Größen, die als Oberflächenfehler erfasst werden können, liegen im Bereich einiger Hundertstel bis einiger Zehntelmilimeter. Ein typisches Ausführungsbeispiel ist die Beurteilung von Blechen auf sog. Dünnzüge, also flache Täler von z. B. 1 mm Breite, eingen mm Länge und z. B. 0,1 mm Tiefe. Speziell dabei bietet das Verfahren grosse Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, denn es kann bei geeigner Bildauswertung sehr schnell und genau arbeiten, da es ohne Triangulation (zu langsam) oder Interferenz (zu kleiner Messbereich, nicht industriestabil) arbeitet, sondern eine direkte Erfassung der Oberflächendefekte ermöglicht.typical Sizes that detected as a surface defect can be are in the range of a few hundredths to a few tenths of a millimeter. A typical embodiment is the assessment of sheets on so-called. Thin trains, ie flat valleys of z. B. 1 mm wide, one mm long and Z. B. 0.1 mm depth. Specifically, the process offers great Advantages over the state of the art, because it can with geeigner image analysis work very fast and accurate, as it is without triangulation (too slow) or interference (too small measuring range, not industrially stable) works, but a direct detection of surface defects allows.

Die Erfindung bietet eine hervorragende Eignung für Oberflächentests im stationären oder im Durchlaufverfahren.The Invention provides excellent suitability for surface testing in stationary or in a continuous process.

Sie bietet insbesondere die Möglichkeit der digitalen Bildverarbeitung mit hoher Auflösung.she offers in particular the possibility digital image processing with high resolution.

Darüber hinaus bedarf es auch keiner exakten Anordnung der Lichtquellen, solange die Lichtquellen einen gemeinsamen Auftreffbereich auf dem Werkstück besitzen.Furthermore There is no need for an exact arrangement of the light sources, as long the light sources have a common impact area on the workpiece.

Voraussetzung hierfür ist lediglich, dass die verwendeten Lichtquellen unterschiedliche Wellenlängen aufweisen.requirement therefor is only that the light sources used different wavelength exhibit.

Darüber hinaus können die Lichtquellen nahezu beliebig zum Werkstück angeordnet werden, solange sich zur Kamera unterschiedliche Winkel ergeben und die im Auftreffbereich ankommenden Lichtbündel verschiedene Wellenlängen besitzen.Furthermore can the light sources are arranged almost arbitrarily to the workpiece, as long as different angles to the camera and those in the impact area incoming light beam different wavelengths have.

Von besonderem Vorteil ist die Erfindung auch im Hinblick auf die Untersuchung transparenter Materialien.From The invention is also particularly advantageous with regard to the investigation transparent materials.

Mit der Erfindung können insbesondere auch die Ober- und Unterseiten transparenter Flächengebilde, z. B. von Glasscheiben, gleichzeitig untersucht werden.With of the invention in particular also the upper and lower surfaces of transparent fabrics, z. B. of glass, are examined simultaneously.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.in the Following, the invention will be explained in more detail with reference to embodiments.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung 1 a first embodiment of the invention

Die Figur zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The FIG. 1 shows a device for carrying out the method according to the invention.

Das Verfahren dient zur Erfassung dreidimensionaler Strukturen 3 auf der Oberfläche 2 eines Werkstücks 1.The method is used to capture three-dimensional structures 3 on the surface 2 a workpiece 1 ,

Bei der dreidimensionalen Struktur 3 handelt es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um eine Dünnstelle eines Blechs.In the three-dimensional structure 3 In the exemplary embodiment shown, this is a thin spot of a metal sheet.

Das Blech kann optional auf einer Transfereinrichtung 11 liegen und von dieser in der gezeigten Richtung befördert werden.The sheet can be optional on a transfer Facility 11 and be transported by it in the direction shown.

Zur Erfassung der dreidimensionalen Struktur 3 sind zwei Lichtquellen 4, 5 vorgesehen, die jeweils schräg auf das Werkstück 1 gerichtet sind.To capture the three-dimensional structure 3 are two light sources 4 . 5 provided, each obliquely on the workpiece 1 are directed.

Jedes Lichtbündel 6, 7 ist jeweils einer der Lichtquellen 4, 5 zugeordnet.Every light bundle 6 . 7 is each one of the light sources 4 . 5 assigned.

Die Lichtquellen 4, 5 selbst senden Licht voneinander abweichender Wellenlängen aus.The light sources 4 . 5 themselves emit light of different wavelengths.

In einem gemeinsamen Auftreffbereich 8 der beiden Lichtbündel 6, 7 kommt es daher zu einer Hell-Dunkel-Verschiebung, dort wo die dreidimensionale Struktur des Werkstücks 1 von der idealebenen Kontur abweicht.In a common impact area 8th the two light bundles 6 . 7 Therefore, there is a light-dark shift, where the three-dimensional structure of the workpiece 1 deviates from the idea life contour.

Im gemeinsamen Auftreffbereich 8 liegt auch die optische Achse 10 einer optischen Betrachtungsvorrichtung 9, die hier als Kamera K bezeichnet ist.In the common impact area 8th is also the optical axis 10 an optical viewer 9 which is referred to as camera K here.

Der Kamerasichtbereich, der die optische Achse 10 umgibt, wird auch als Prüfbereich bezeichnet.The camera vision area, which is the optical axis 10 surrounds, is also called a test area.

Als optische Betrachtungsvorrichtung kann z. B. auch das menschliche Auge dienen, weil es -ebenso wie eine Kamera- im Stande ist, Hell-Dunkel-Unterschiede auf der Werkstückoberfläche wahrzunehmen.When optical viewing device may, for. B. also the human Eye, because it is - just like a camera - capable of light-dark differences to perceive on the workpiece surface.

Hier allerdings ist die optische Betrachtungsvorrichtung 9 eine Kamera, die mit ihrer Kameraachse 10 auf den gemeinsamen Auftreffbereich 8 der beiden Lichtbündel 6, 7 gerichtet ist, wobei die Hell-Dunkel-Informationen aus den Helligkeitsunterschieden des Kamerabildes 12 gewonnen werden.Here, however, is the optical viewing device 9 a camera with its camera axis 10 on the common impact area 8th the two light bundles 6 . 7 directed, wherein the light-dark information from the brightness differences of the camera image 12 be won.

Dabei kommt es weniger auf eine quantitative Erfassung, sondern lediglich auf die qualitative Erfassung der dreidimensionalen Struktur an. Die qualitative Erfassung ist in folge der sich einstellenden Hell-Dunkelunterschiede zuverlässig reproduzierbar.there it is not so much a question of quantification, but only on the qualitative detection of the three-dimensional structure. The qualitative assessment is a consequence of the adjusting light-dark differences reliable reproducible.

Unter der Voraussetzung einer Transfereinrichtung 11, wie in 1 gezeigt, kann die Kamera auch an einen Rechner angeschlossen sein, welcher die Hell-Dunkel-Zonen des aufgenommenen Bildes ständig untersucht und überwacht, so dass das Werkstück während des Durchlaufs unter dem gemeinsamen Auftreffbereich 8 ununterbrochen untersucht wird.Assuming a transfer device 11 , as in 1 As shown, the camera may also be connected to a computer which constantly examines and monitors the light-dark zones of the captured image so that the workpiece passes under the common impingement area 8th is examined continuously.

Darüber hinaus zeigt 1 die Anordnung eines Filters 13 vor der Kamera K. Es handelt sich um einen Hochpassfilter oder um einen Tiefpassfilter, jeweils notwendig bei Verwendung einer Schwarz-Weiß-Kamera.In addition, shows 1 the arrangement of a filter 13 in front of the camera K. It is a high-pass filter or a low-pass filter, each necessary when using a black-and-white camera.

Dabei sollte die Grenzfrequenz des Hochpassfilters oder des Tiefpassfilters etwa in der Mitte zwischen den beiden verwendeten Lichtfrequenzen liegen.there should be the cutoff frequency of the high pass filter or the low pass filter lie approximately in the middle between the two used light frequencies.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann daher sowohl die gesamte Nutzbreite des Werkstücks 1 als auch die gesamte Nutzlänge kontinuierlich auf Abweichungen von der idealen Oberflächenstruktur untersucht werden.With the help of the method according to the invention, therefore, both the entire useful width of the workpiece 1 as well as the total working length are continuously examined for deviations from the ideal surface structure.

Funktion:Function:

Die Grundanordnung besteht aus zwei Strahlern oder allgemeiner Leuchtmitteln, die mit unterschiedlicher Wellenlänge arbeiten. In der Prinzipanordnung wie in 1 sind zu sehen:

K
die Kamera mit Objektiv und Filter,
W1
der Strahler mit der Wellenlänge 1,
W2
der Strahler mit der Wellenlänge 2 (unterschiedlich von 1),
O
die Oberfläche des Gegenstandes,
A, B, C
Abschnitte des Gegenstandes.
The basic arrangement consists of two radiators or general bulbs, which work with different wavelengths. In the principle arrangement as in 1 can be seen:
K
the camera with lens and filter,
W1
the radiator with the wavelength 1 .
W2
the radiator with the wavelength 2 (different from 1),
O
the surface of the object,
A, B, C
Sections of the object.

Der Prüfbereich, das ist der Kamerasichtbereich, erhält eine ungefähr gleichstarke Mischung beider Wellenlängen dadurch, dass beide Leuchten schräg auf das Messfeld leuchten.Of the test area that's the camera vision area, gets roughly the same Mixture of both wavelengths in that both lights shine diagonally on the measuring field.

Die Kamera trägt vor der Optik einen optischen Filter, dessen Grenzfrequenz in etwa in der Mitte zwischen den beiden verwendeten Lichtfrequenzen liegt. Damit erhält man im Kamerabild bei idealer Justierung der Anordnung ein mittelgraues Bild (50% Intensität), wenn das Werkstück eine ebene Oberfläche zeigt.The Camera wears in front of the optic an optical filter whose cutoff frequency is approximately lies in the middle between the two used light frequencies. With it in the camera image with ideal adjustment of the arrangement a medium gray image (50% intensity), if the workpiece a flat surface shows.

Wenn die Oberfläche nun eine Verwerfung zeigt, so wird anteilig mehr Licht von einem der beiden Strahler zur Kamera gelangen. Der Bandpass erzeugt daraus einen Helligkeitsunterschied. Dieser Effekt tritt in der 1 also in der Zone "B" auf.If the surface now shows a fault, more of the light from one of the two radiators will reach the camera proportionately. The bandpass generates a difference in brightness. This effect occurs in the 1 So in the zone "B" on.

Die Anordnung erzeugt also aus einem Oberflächenkrümmungsunterschied eine echte Helligkeitsinformation. Dieser Effekt stammt, wie man sieht, weder aus Schattenwurf noch aus Interferenz noch aus gezielter Triangulation, sondern aus der Mischung und dann Trennung der beiden Wellenlängen.The Arrangement thus produces a true difference in surface curvature Brightness information. As you can see, this effect does not come from either from shadow still from interference or from purposeful triangulation, but from the mixture and then separation of the two wavelengths.

Die Wellenlängen der beiden Strahler müssen nicht exakt eingegrenzt sein, also kein Linienspektrum aufweisen, sondern müssen lediglich ein deutliches und verschiedenes Maximum zeigen, das sich sogar etwas überlappen darf, wie dieses bei handelsüblichen roten und grünen LEDs zu finden ist.The wavelength the two emitters need not exactly limited, so have no line spectrum, but have to show only a clear and different maximum, that is even overlap something may, like this with commercial red and green LEDs can be found.

11
Werkstückworkpiece
22
Oberfläche von 1 Surface of 1
33
3-D Struktur3-D structure
44
erste Lichtquellefirst light source
55
zweite Lichtquellesecond light source
66
erstes Lichtbündelfirst light beam
77
zweites Lichtbündelsecond light beam
88th
gemeinsamer Auftreffbereichcommon impingement
99
optische Betrachtungsvorrichtungoptical viewing device
1010
optische Achse von 9 optical axis of 9
1111
Transfereinrichtungtransfer device
1212
Kamerabildcamera image
1313
Filterfilter

Claims (16)

Verfahren zur Erfassung dreidimensionaler Strukturen auf Oberflächen von Werkstücken (1) unter Verwendung von wenigstens zwei jeweils schräg aus unterschiedlichen Richtungen auf das Werkstück gerichteten Lichtbündeln mit gemeinsamem Auftreffbereich aber von unterschiedlichen Wellenlängen und zumindest einer auf die Oberfläche des Werkstücks mit ihrer optischen Achse in den gemeinsamen Auftreffbereich der beiden Lichtbündel gerichteten optischen Betrachtungsvorrichtung, wobei die Informationen über die dreidimensionale Struktur aus Helligkeitsunterschieden des von der optischen Betrachtungsvorrichtung erzeugten zweidimensionalen Bildes gewonnen werden.Method for detecting three-dimensional structures on surfaces of workpieces ( 1 ) using at least two each directed obliquely from different directions on the workpiece light bundles with common incidence but of different wavelengths and at least one directed onto the surface of the workpiece with its optical axis in the common impingement of the two light beam optical viewing device, wherein the information about the three-dimensional structure is obtained from brightness differences of the two-dimensional image generated by the optical observation device. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Betrachtungsvorrichtung eine Kamera ist, die mit ihrer Kameraachse auf den gemeinsamen Auftreffbereich der beiden Lichtbündel gerichtet ist und dass die Informationen aus Helligkeitsunterschieden des Kamerabildes gewonnen werden.Method according to claim 1, characterized in that that the optical viewing device is a camera that with their camera axis on the common impact area of the two Directed light beam is and that the information from differences in brightness of the Camera image to be won. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Erfassung von Verwerfungen bei an sich durchgehend glatten Flächen dient.Method according to claim 1 or 2, characterized that it is smooth to detect distortions throughout Areas serves. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Erfassung von Dünnstellen an Blechen dient.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that it captures thin spots serves on sheets. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es zur lediglich qualitativen Erfassung der dreidimensionalen Strukturen der Oberflächen dient.Method according to one of claims 1 to 4, characterized that it is for merely qualitative detection of the three-dimensional Structures of the surfaces serves. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Werkstück und Auftreffbereich relativ zueinander in vorbestimmter Richtung bewegt werden und dass das von der optischen Betrachtungsvorrichtung erzeugte Bild jeweils fortlaufend auf Helligkeitsunterschiede untersucht wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that workpiece and impact area relative to each other in a predetermined direction are moved and that of the optical viewing device each image continuously examined for differences in brightness becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren auf der gesamten Nutzbreite und Nutzlänge des Werkstücks angewendet wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized that the procedure is based on the total useful width and working length of the Workpiece applied becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das von der optischen Betrachtungsvorrichtung erzeugte Bild flächenhaft erfasst wird.Method according to one of claims 2 to 7, characterized that the image generated by the optical observation device recorded arealwide becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das von der optischen Betrachtungsvorrichtung erzeugte Bild zeilenhaft erfasst wird.Method according to one of claims 2 to 7, characterized that the image generated by the optical observation device is recorded line by line. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera ein digitales Bild erzeugt, dessen Bilddaten fließend elektronisch auf Helligkeitsunterschiede untersucht werden.Method according to claim 8 or 9, characterized that the camera produces a digital image whose image data is fluent electronically be examined for differences in brightness. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlängen jeweils schräg aus unterschiedlichen Richtungen auf das zu untersuchende Werkstück gerichtet sind derart, dass ein gemeinsamer Auftreffbereich besteht und dass eine optische Betrachtungsvorrichtung mit ihrer opti schen Achse in den gemeinsamen Auftreffbereich der beiden Lichtbündel gerichtet ist.Apparatus for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that two light sources different wavelength each at an angle directed from different directions to the workpiece to be examined are such that there is a common impact area and that an optical viewing device with its opti's axis directed into the common impact area of the two light beams is. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass vor der optischen Betrachtungsvorrichtung ein Hochpassfilter oder ein Tiefpassfilter angeordnet ist.Device according to claim 11, characterized in that in front of the optical viewing device, a high-pass filter or a low-pass filter is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfrequenz des Hochpassfilters oder des Tiefpassfilters etwa in der Mitte zwischen den beiden verwendeten Lichtfrequenzen liegt.Device according to claim 12, characterized in that that the cutoff frequency of the high pass filter or the low pass filter is approximately in the middle between the two used light frequencies. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück auf einer Transfervorrichtung abgelegt ist und auf dem Weg zur Verarbeitungsstelle unter dem gemeinsamem Auftreffbereich der Lichtbündel durchläuft.Apparatus according to claim 11 to 13, characterized that the workpiece is stored on a transfer device and on the way to the processing station passes under the common impingement of the light beam. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass über die Nutzbreite des Werkstücks mehrere Lichtbündel und zugehörige Kameras vorgesehen sind.Device according to claim 14, characterized in that that over the useful width of the workpiece several light bundles and related Cameras are provided. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Nutzlänge des Werkstücks hinter dem Auftreffbereich hindurchfährt.Device according to claims 14 and 15, characterized in that that the total working length of the workpiece passes behind the impact area.
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DE200710024684 Withdrawn DE102007024684A1 (en) 2007-05-25 2007-05-25 Three-dimensional structure i.e. thin course, detecting method for sheet metal of vehicle body, involves obtaining information about structure from brightness difference of two-dimensional images produced by optical viewing device

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010060851A1 (en) * 2010-11-29 2012-05-31 Breitmeier Messtechnik Gmbh Method for evaluation of detected data of image of illuminated surface of work piece by mathematical process, involves conducting structural separation of surface features, particularly surface structures
DE102013221334A1 (en) * 2013-10-21 2015-04-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and measuring device for evaluating structural differences of a reflecting surface

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