用于確定三維畸變的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定通過在反射物件處的反射形成的對象圖像的畸變/失真的方法以及一種用于該方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)對象在配備有反射表面的物件中被鏡反射時(shí)，特別是由于物件表面上的不規(guī)則性而形成諸如形狀變化、變小、變大或彎曲變化的畸變。這些畸變導(dǎo)致對象的圖像看上去與對象實(shí)際所見不同。
[0003]在觀察反射物件如汽車的窗玻璃或鏡反射正面時(shí)經(jīng)常要求在這個(gè)物件的反射表面上盡可能沒有畸變地再現(xiàn)外界。再現(xiàn)對象時(shí)的畸變經(jīng)常導(dǎo)致關(guān)于鏡反射的物件本身的美觀問題。例如在汽車的情況中應(yīng)該感知盡可能均勻的輪廓。反射中的較大畸變會導(dǎo)致觀察者對汽車的不可接受的感知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此本發(fā)明的目的在于，提出一種用于對在通過在反射物件處的反射而形成的對象圖像中的畸變進(jìn)行評判的簡單、節(jié)省成本和快速的方法以及提供一種用于實(shí)施該方法的簡單并節(jié)省成本的裝置。
[0005]上述目的通過一種方法得以實(shí)現(xiàn)，在該方法中，首先確定反射物件的表面的三維形狀，隨后基于所述表面的已知三維形狀由不同的視向計(jì)算出所述對象的圖像的畸變并從中確定三維畸變。
[0006]上述發(fā)明涉及如下知識:由于彎曲、特別是由于曲率的變化會引起反射中的光學(xué)畸變。當(dāng)觀察角度例如由于鏡反射物件相對于觀察者的運(yùn)動而發(fā)生變化時(shí)，曲率的較大變化、特別是較短距離內(nèi)的較大變化會導(dǎo)致反射物件的可見的運(yùn)動。鏡反射物件的表面中的彎曲或曲率變化也可表示為此處折射值/光焦度(Brechwert)的變化。
[0007]因此根據(jù)本發(fā)明首先確定反射物件的表面的三維形狀。所述表面的三維形狀包括關(guān)于表面的在其所有點(diǎn)上的彎曲/曲率的信息。在物件的表面的特定位置處的彎曲對應(yīng)于在該位置處的相應(yīng)折射值。
[0008]在優(yōu)選的實(shí)施例中，借助于攝像機(jī)利用反射測量術(shù)/反射計(jì)來確定反射物件的表面的三維形狀和因此表面在每個(gè)點(diǎn)上的彎曲。利用反射測量可以檢測物件的三維形狀，而不需要參考標(biāo)記。為此可以在具有較大表面的較大鏡反射物件的情況下這樣做，即首先利用多個(gè)攝像機(jī)局部地測量鏡反射物件。由這些測量值可以將表面形狀以計(jì)算的方式拼合/組合成該表面的三維整體形狀。另選地，反射物件的表面的三維形狀可以借助具有參考標(biāo)記的方法、借助純機(jī)械的觸覺測量或借助通過三角測量法進(jìn)行的漫反射表面的測量來確定。
[0009]如上所述，可以由反射物件的對于特定視向和表面特定點(diǎn)有效的彎曲來計(jì)算確定在該點(diǎn)上的折光力。在這方面可以看到，當(dāng)觀察者在不同觀察角度下看向反射物件時(shí)，可由這些彎曲計(jì)算出的折光力發(fā)生變化。因此在由于觀察角度的變化而產(chǎn)生的畸變方面的效果可以基于物件的已知三維表面形狀來確定。為此在計(jì)算時(shí)假設(shè):在每個(gè)期望的視向上布置一個(gè)虛擬攝像機(jī)。對象的由這樣的虛擬攝像機(jī)的視角看到的反射圖像然后被確定。由不同觀察角度得出的對象圖像的畸變也可以概括為術(shù)語“三維畸變”。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)，即可以在僅一次測量反射物件后確定三維畸變。通過根據(jù)本發(fā)明的方法，用于評判鏡反射物件的三維畸變的時(shí)間成本被最小化，這是因?yàn)閮H須確定鏡反射物件的三維表面形狀。通過根據(jù)本發(fā)明的方法，不再需要改建用于通過真實(shí)攝像機(jī)由不同視角確定三維畸變的測量裝置，從而用于評判反射物件的時(shí)間成本也被減到最小。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)點(diǎn)在于，該方法可以用于任意待成像對象。例如該對象可以是矩形格柵/光柵或任意二維或三維對象。
[0012]此外還可以針對看向反射物件的表面的任意視角檢查畸變。因此根據(jù)本發(fā)明的方法是非常靈活的并且可以在視角方面快速匹配不同的分別由任務(wù)發(fā)出者預(yù)給定的要求。
[0013]優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明的方法在反射物件的自動質(zhì)量檢驗(yàn)的范圍內(nèi)使用。如上所述，為此確定表面的三維形狀并由此自動基于任務(wù)發(fā)出者針對反射物件例如在視角和/或?qū)ο蟮男螤詈?或位置方面的要求確定三維畸變。關(guān)于畸變的數(shù)據(jù)然后與任務(wù)發(fā)出者的在畸變方面的要求進(jìn)行比較。然后根據(jù)基于表面的三維形狀所確定的畸變數(shù)據(jù)與預(yù)給定的畸變數(shù)據(jù)的比較判斷:反射物件是否滿足任務(wù)發(fā)出者的質(zhì)量要求。假如其與任務(wù)發(fā)出者的質(zhì)量要求不符，則例如報(bào)告瑕疵/缺陷(例如光學(xué)地和/或聲學(xué)地指示出瑕疵)和/或從生產(chǎn)過程剔除相應(yīng)物件。
[0014]在根據(jù)本發(fā)明的方法的范圍內(nèi)，反射物件不必具有100%的反射率，因?yàn)檫@種反射率在計(jì)算三維畸變的范圍內(nèi)可以被改變。反射表面所具有的反射率可以被調(diào)整到任意值、例如100%。在此反射率理解為反射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之間的比例。利用根據(jù)本發(fā)明的方法甚至可以為非反射物件指派100%的反射率并檢查三維畸變。
[0015]上述目的此外還通過一種裝置得以實(shí)現(xiàn)，該裝置被設(shè)置用于，首先(例如借助相應(yīng)的確定單元)確定反射物件的表面的三維形狀并隨后基于所述表面的已知三維形狀借助計(jì)算單元由不同的其它的視向計(jì)算出所述對象的圖像的畸變并由此確定三維畸變。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的裝置特別設(shè)置用于由不同視向計(jì)算出對象圖像的畸變，其中為此該計(jì)算單元在每個(gè)期望的視向上布置一個(gè)虛擬攝像機(jī)并基于關(guān)于表面三維形狀的數(shù)據(jù)確定所述對象的由該虛擬攝像機(jī)的視角看到的反射圖像。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的裝置的確定單元借助一攝像機(jī)優(yōu)選利用反射測量術(shù)/反射計(jì)來確定物件表面形狀。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的裝置的計(jì)算單元此外還設(shè)置用于，針對所述表面的每個(gè)點(diǎn)確定所述對象的圖像在如下視向上的畸變，該視向在各個(gè)點(diǎn)上對應(yīng)于物件的表面上的法線。
[0019]此外還可以借助計(jì)算單元改變物件的表面的反射率。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的裝置具有與上述方法相同的優(yōu)點(diǎn)并且設(shè)置用于實(shí)施上述方法步驟。
[0021]利用所確定的結(jié)果可以例如在質(zhì)量檢驗(yàn)的范圍內(nèi)在反射時(shí)