运动对象的检测制造技术

本申请涉及运动对象的检测。给出了用于检测在运动方向(50)上相对于相机(10)运动的对象(48)的相机(10)，其中相机(10)具有：图像传感器(18)，用于记录在相机视场(14、56)中的对象(48)的图像数据；根据光飞行时间法原理的具有多个测量区(30a)的光电距离传感器(24)，用于测量与在距离测量视场(58)中的对象(48)的多个距离值；以及控制和评估单元(38)，其与图像传感器(18)和距离传感器(24)连接。在此，控制和评估单元(38)被配置用于通过在配置时间内测量距离值并评估距离值和/或其变化来确定对象区域作为对象(48)在其中运动的区域，进而在距离测量视场(58)内为距离传感器(24)自动地配置感兴趣区域(60)。地配置感兴趣区域(60)。地配置感兴趣区域(60)。

【技术实现步骤摘要】
运动对象的检测
[0001]本专利技术涉及根据权利要求1或12的主题的用于检测在运动方向上运动的对象的相机和方法。
[0002]在工业应用中，相机以多种方式用于自动地检测对象属性，例如用于检查或测量对象。在此，记录对象的图像并且根据任务通过图像处理方法来评估图像。相机的另一个应用是读取代码。借助于图像传感器来记录具有位于其上的代码的对象、在图像中识别代码区域并随后对其进行解码。基于相机的读码器也可以容易地处理与一维条形码不同的代码类型，该代码类型如同矩阵码一样也被构造成二维的并且提供更多信息。原则上，打印地址或手写字体的自动文本检测(OCR，Optical Character Recognition，光学字符识别)也是代码读取。读码器的典型应用领域是超市收银台、自动包裹识别、邮寄件分类、机场行李处理和其他物流应用。
[0003]常见的检测情况是将相机装配在传送带上方。相机在传送带上的对象流的相对运动期间记录图像，并根据所获得的对象属性开始接下来的处理步骤。这样的处理步骤例如为：在作用于被传送的对象的机器上适配于具体对象的进一步处理；或者通过在质量控制范围内将某些对象从对象流中抛出来改变对象流；或者将对象流分类为多个子对象流。如果相机是基于相机的读码器，则基于附着的代码来识别对象以进行正确的分类或类似的处理步骤。
[0004]通常，相机是复杂的传感器系统的一部分。例如，在传送带上的读取通道中，通常预先用单独的激光扫描仪来测量所传送的对象的几何形状，并由此确定焦点信息、触发时间点、具有对象的图像区域等。这需要对上游的激光扫描仪进行大量的手动设置步骤以及在相机中对该激光扫描仪的输入数据进行正确处理。
[0005]DE 10 2018 105 301 A1提出了一种具有集成的距离传感器的相机。借此也可以用空间分辨率测量多个距离，但是到目前为止，距离传感器的多个测量区的读出只能按顺序进行。因此，不能明确地重建高度轮廓，或者仅通过努力并且知道对象的传送速度的情况下才能实现。在DE 10 2018 105 301 A1中，距离传感器是相机中使用的附加信息的来源。然而并不对距离传感器本身进行配置。
[0006]DE 10 2017 129 609 A1公开了一种3D相机，该3D相机将其检测区域划分成二维网格上的柱状单元。通过对这些单元中的检测进行统计学评估来检测运动。然而，这不是具有用于确定相机辅助参数的距离传感器的相机，而是相机本身测量距离，目的是作为实际测量结果的运动检测。并不基于这些测量进行配置。
[0007]从EP 2 708 914 A1或EP 3 339 887 B1分别已知一种光接收器，该光接收器具有盖革模式(Geigermodus)的雪崩光电二极管或SPAD(Single
‑
Photon Avalanche Diode，单光子雪崩二极管)，利用它们来确定光飞行时间，并从而确定距离。在此，可以通过调节偏置电压来激活和去激活光接收器的部分区域。同样，距离是测量的实际目标，而不是相机的辅助参数。
[0008]因此，本专利技术的任务是简化具有距离传感器的相机的操作。
[0009]该任务通过根据权利要求1或12的用于检测在运动方向上运动的对象的相机和方
法来实现。利用图像传感器记录对象的图像数据。由于对象与相机之间的相对运动，对象在相机视场内运动或运动通过相机视场。除了图像传感器之外，相机还包括根据光飞行时间法原理的光电距离传感器，该距离传感器具有多个测量区。优选地，一个测量区具有一个或更多个光接收元件。每个测量区都能够测量距离值，从而在总体上实现多个距离值的横向空间分辨率的测量。距离传感器具有距离测量视场，该距离测量视场与相机视场不同。控制和评估单元可以访问图像传感器的图像数据和距离传感器。
[0010]本专利技术基于能够实现自动地配置距离传感器的基本思想。在此，应在距离测量视场内为距离传感器确定感兴趣区域(ROI，region of interest)。应特别强调的是，这涉及距离传感器的配置和感兴趣区域，而不涉及相机本身。确定对象实际运动的对象区域，因为只有对象区域才提供相关信息。这特别地涉及横向于运动方向的适当限定，其中也优选地沿运动方向进行限定，借助于此来及时地测量即将到来的对象。
[0011]感兴趣区域基于对象区域来定义，特别是通过选择某些测量区。这可以意味着恰好将感兴趣区域确定为对象区域，但是也可以进行调整以添加或删除部分区域。为了找到对象区域，在一定的配置时间内观察距离测量视场。评估在此测量到的距离值或其变化。例如，配置时间是预先规定的，或者在已经检测到足够的距离值时结束。配置时间先于实际操作或与实际操作重叠，例如其方式为距离传感器最初以其完整的距离测量视场操作，并且随后在一个步骤中或逐渐地将其限定到最佳的感兴趣区域。
[0012]本专利技术的优点在于，由自动过程代替了距离传感器的繁琐手动调节。对于给定的相机方位和现有环境，无需额外的努力就能适配距离传感器，并且同时可靠地实现非常良好的甚至最佳的结果，这并不依赖于设置者的经验。因此，相机可以根据随后测量到的距离测量值根据情况的不同做出反应，例如触发记录、调节焦点或照明器。
[0013]优选地，距离传感器被集成到相机中。这获得了内部数据易于访问和装配显著简化的特别紧凑的结构。此外，距离传感器和相机的相互对准因而是已知的且确定的。
[0014]优选地，测量区可以被并行地读出。由此，可以在实践中同时检测多个横向空间分辨率的距离值，从而获得一致的高度轮廓。在常规的顺序读出中，距离值仍然必须利用不同的读出时间点和相对运动来进行计算。
[0015]优选地，控制和评估单元被配置用于在变化时间内确定相应的测量区的距离值变化的统计学度量。为了简化和缩短，变化时间可以对应于配置时间或与其重叠，但不一定与其相关联。特别地，统计学度量是每个测量区的距离值的方差或标准差。如果统计学度量超过容差阈值，则距离值在变化时间内的变化大于由噪声而引起的变化。因此，可以假设至少一个对象已经运动通过相应的测量区，该测量区因此属于对象区域。优选地，对所有测量区执行测量和评估。
[0016]优选地，控制和评估单元被配置用于在背景检测时间内相应地确定相应的测量区的距离值的最大值。以这种方式确定的最大值得出没有运动对象的背景的高度轮廓。由于对象因相对运动而被认为是暂时的，因此与背景相比，只要这些对象在距离测量视场中运动，这些对象就会使测量距离缩短。因此，在考虑到对象尺寸和对象流的密度的情况下，如果背景检测时间是足够长的，则测量区也在某一时刻执行无对象的测量，并提供相应的最大值。背景检测时间可以与配置时间或变化时间一致或重叠，但在功能上不必如此。优选地，也为所有测量区确定背景。
[0017]优选地，控制和评估单元被配置用于基于最大值和预期的背景几何形状来适配感兴趣区域，其中特别地，适配涉及横向于运动方向的方向。在这样的实施方式中，感兴趣区域不仅由对象区域确定，而是被进一步适配。这基于对相关背景的预期，特别是对象在平坦的底面上运动，如在传送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相机(10)，其用于检测在运动方向(50)上相对于所述相机(10)运动的对象(48)，其中所述相机(10)具有：图像传感器(18)，其用于记录在相机视场(14、56)中的对象(48)的图像数据；根据光飞行时间法原理的具有多个测量区(30a)的光电距离传感器(24)，其用于测量与在距离测量视场(58)中的对象(48)的多个距离值；以及控制和评估单元(38)，其与所述图像传感器(18)和所述距离传感器(24)连接，其中，所述控制和评估单元(38)被配置用于通过在配置时间内测量距离值并且评估所述距离值和/或所述距离值的变化来确定对象区域作为对象(48)运动的区域，进而在所述距离测量视场(58)内为所述距离传感器(24)自动地配置感兴趣区域(60)。2.根据权利要求1所述的相机(10)，其中，所述距离传感器(24)被集成到所述相机(10)中。3.根据权利要求1或2所述的相机(10)，其中，所述测量区(30a)能够被并行地读出。4.根据前述权利要求中任一项所述的相机(10)，其中，所述控制和评估单元(38)被配置用于确定在变化时间内相应的测量区(30a)的距离值的变化的统计学度量。5.根据前述权利要求中任一项所述的相机(10)，其中，所述控制和评估单元(38)被配置用于分别确定在背景检测时间内相应的测量区(30a)的距离值的最大值。6.根据权利要求5所述的相机(10)，其中，所述控制和评估单元(38)被配置用于基于所述最大值和预期的背景几何形状来适配所述感兴趣区域(60)，其中所述适配特别地涉及横向于所述运动方向(50)的方向。7.根据前述权利要求中任一项所述的相机(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼，
申请(专利权)人：西克股份公司，
类型：发明
国别省市：