【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定至少一种材料特性的检测器、一种用于确定材料特性的方法、一种移动装置以及各种用途。根据本专利技术的装置、方法和用途具体地可以例如用于日常生活、安保技术、游戏、交通技术、生产技术、摄影(比如用于艺术、文档编制或技术目的的数字摄影或视频摄影)、安全技术、信息技术、农业、作物保护、维护、化妆品、医疗技术的各个领域中或科学中。然而，其他应用也是可能的。
技术介绍
1、使用射束剖面分析(beam profile analysis，bpa)的深度测量是众所周知的，其也称为光子比率深度(depth-from-photon-ratio，dpr)技术。关于射束剖面分析，请参考以下文献：wo 2018/091649 a1；wo 2018/091638a1；wo 2018/091640 a1；以及c.lennartz、f.schick、s.metz的“whitepaper-beam profile analysis for 3d imaging andmaterial detection[白皮书-用于3d成像和材料检测的射束剖面分析]”，2021年4月28日，德国路德维希港，这些文献的完整内容通过引用包括在本文中。
2、使用射束剖面分析的材料分类和/或识别是例如从wo 2020/187719中已知的。例如，材料分类和/或识别可以用于机器视觉应用、医疗应用和安保应用中，用于图像分类目的或用于手势识别算法。
3、bpa 3d测量系统考虑射束剖面并提取相关材料信息。bpa 3d测量系统具有一个相机和一个投影仪
4、wo 2020/187719描述了一种用于识别至少一种材料特性m的检测器。该检测器包括至少一个传感器元件，该至少一个传感器元件包括光学传感器矩阵。光学传感器各自具有光敏区域。传感器元件被配置用于记录源自至少一个对象的光束的至少一个反射图像。该检测器包括至少一个评估装置，该至少一个评估装置被配置用于通过评估反射图像的至少一个射束剖面来确定材料特性。评估装置被配置用于通过将至少一个距离相关图像滤波器应用于反射图像来确定至少一个距离特征。评估装置被配置用于通过将至少一个材料相关图像滤波器应用于反射图像来确定至少一个材料特征。评估装置被配置用于通过评估距离特征和材料特征来确定纵坐标z和材料特性m。
5、然而，尽管取得了上述成就，实现可靠的材料分类和/或识别仍然是一项持续的挑战。
6、要解决的问题
7、因此，本专利技术的目的是提供面对已知装置和方法的上述技术挑战的装置和方法。具体地，本专利技术的目的是提供可以优选地以较小的技术努力并且在技术资源和成本方面以较低的要求而可靠地识别对象的至少一种材料特性的装置和方法。
技术实现思路
1、该问题通过具有专利独立权利要求的特征的本专利技术来解决。可以单独或组合地实现的本专利技术的有利发展在从属权利要求和/或以下说明书和详细实施例中呈现。
2、在本专利技术的第一方面，披露了一种用于确定至少一个对象的至少一种材料特性的检测器。
3、如本文所使用的，术语“检测器”是广义的术语，并且将被赋予其对于本领域普通技术人员而言普通和常规的含义并且不限于特殊或自定义含义。该术语具体地可以是指但不限于被配置用于确定和/或检测和/或感测至少一个对象的任意传感器装置。检测器可以是固定装置或移动装置。进一步地，检测器可以是独立的装置，也可以形成另一装置(比如，计算机、车辆或任何其他装置)的一部分。进一步地，检测器可以是手持式装置。检测器的其他实施例也是可行的。检测器可以是附接到或集成在移动装置(比如，移动电话或智能电话)中的一种。检测器可以集成在移动装置中，例如在移动装置的壳体内。附加地或可替代地，检测器或检测器的至少一个部件可以比如通过使用比如usb等连接器或比如耳机插孔等电话连接器来附接到移动装置。
4、如本文所使用的，术语“对象”是广义的术语，并且将被赋予其对于本领域普通技术人员而言普通和常规的含义并且不限于特殊或自定义含义。该术语具体地可以是指但不限于任意对象、特别是表面或区域，其被配置用于响应于至少一个光束照射到对象上而至少部分地进行以下各项中的一项或多项：反射和/或散射和/或发射。光束可以源自投影仪，该投影仪照射对象，其中，光束被对象反射和/或散射。例如，对象可以是选自由以下各项组成的组中的至少一个对象：场景、人类(比如人类)、木头、地毯、泡沫、动物(比如牛)、植物、一块组织、金属、玩具、金属物体、饮料、食物(比如水果、肉、鱼、菜肴)、化妆品、所施用的化妆品、布、毛皮、毛发、保养品、面霜、油、粉末、地毯、果汁、悬浮液、油漆、植物、身体、身体的一部分、有机材料、无机材料、反射材料、屏幕、显示器、墙壁、纸张(比如照片)。
5、如本文所使用的术语“材料特性”是广义术语，并且将被赋予其对于本领域普通技术人员而言普通和常规的含义并且不限于特殊或自定义含义。该术语可以是指但不限于材料的被配置用于材料的表征和/或识别和/或分类的至少一种任意特性。例如，材料特性可以是选自由以下各项组成的组中的特性：粗糙度、光进入材料的穿透深度、将材料表征为生物或非生物材料的特性、反射率、镜面反射率、漫反射率、表面特性、半透明度的量度、散射行为，具体是背散射行为等。至少一种材料特性可以是选自由以下各项组成的组中的特性：散射系数、半透明度、透明度、与朗伯表面反射的偏差、斑点等。
6、如本文所使用的术语“确定至少一种材料特性”是广义术语，并且将被赋予其对于本领域普通技术人员而言普通和常规的含义并且不限于特殊或自定义含义。该术语具体地可以是指但不限于以下各项中的一项或多项：识别、表征和指定对象的材料特性。该检测器可以包括至少一个数据库，该至少一个数据库包括预定义和/或预定材料特性的列表和/或表格，比如查找列表或查找表。材料特性的列表和/或表格可以通过使用检测器执行至少一个测试测量，例如通过使用具有已知材料特性的样本执行材料测试来确定和/或生成。材料特性的列表和/或表格可以在制造商地点处和/或由检测器的用户确定和/或生成。材料特性可以被附加地指派给材料分类器，比如以下各项中的一项或多项：材料名称、材料组，比如生物或非生物材料、半透明或非半透明材料、金属或非金属、皮肤或非皮肤、毛皮或非毛皮、地毯或非地毯、反射或非反射、镜面反射或非镜面反射、泡沫或非泡沫、毛发或非毛发、粗糙度组等。该检测器可以包括至少一个数据库，该至少一个数据库包括包含材料特性和相关联的材料名称和/或材料组的列表和/或表格。
7、该检测器包括
8、-至少一个投影仪，该至少一个投影仪被配置用于利用包括多个照射特征的至少一个照射图案来照射至少一个对象；
9、-至少一个第一相机，该至少一个第一相机具有至少一个第一传感器元件，其中，该第一传感器元件具有第一光学传感器矩阵，这些第一光学传感器各自具有光敏区域，其中，每个第一光学传感器被设计为响应于从该对象传播到该第一相机的反射光束对该第一光学传感器的相应光敏区域的照射而生成至少一个传感本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定至少一个对象(112)的至少一种材料特性的检测器(110)，其中，该检测器(110)包括：
2.根据前一项权利要求所述的检测器(110)，其中，该第一相机(122)与该投影仪(116)之间的基线短于该第二相机(124)与该投影仪(116)之间的基线。
3.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(126)被配置用于确定这些匹配的第一反射特征和第二反射特征对的双向反射分布函数(128)，其中，该评估装置(126)被配置用于评估该双向反射分布函数(128)，从而确定该组合材料特性。
4.根据前一项权利要求所述的检测器(110)，其中，评估该双向反射分布函数(128)包括将该双向反射分布函数(128)与至少一个预定义的双向反射分布函数进行比较。
5.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(126)被配置用于通过分析该第一反射特征的射束剖面来确定第一材料特性，并且通过分析该第二反射特征的射束剖面来确定第二材料特性，其中，该评估装置(126)被配置用于将该第一材料特性与该第二材
6.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该照射图案包括至少4000个照射特征。
7.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该第一相机(122)包括至少一个CCD传感器或至少一个CMOS传感器，其中，该第二相机(124)包括至少一个CCD传感器或至少一个CMOS传感器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(126)被配置用于通过分析这些第一反射特征的相应射束剖面来确定这些第一反射特征中的每个第一反射特征的纵坐标，其中，分析该射束剖面包括确定该射束剖面的至少一个第一区域和至少一个第二区域，其中，该评估装置(126)被配置用于通过以下各项中的一项或多项来得出组合信号Q：该第一区域和该第二区域相除，该第一区域和该第二区域的倍数相除，该第一区域和该第二区域的线性组合相除，其中，该评估装置(126)被配置用于使用该组合信号Q与纵坐标之间的至少一个预定关系来确定该纵坐标。
9.根据前一项权利要求所述的检测器(110)，其中，该评估装置(126)被配置用于通过使用所确定的纵坐标来将这些第一反射特征和这些第二反射特征进行匹配，其中，该评估装置(126)被配置用于针对这些第一反射特征中的每个第一反射特征确定纵向区域，其中，该纵向区域由该反射特征的纵坐标和误差区间±ε给出，其中，该评估装置(126)被配置用于确定这些第二反射图像中与该纵向区域相对应的至少一个位移区域，其中，该评估装置(126)被配置用于分别将这些第一反射特征之一与该位移区域内的这些第二反射特征之一进行匹配。
10.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(126)被配置用于确定匹配的第一反射特征和第二反射特征的位移，其中，该位移是该第一反射特征在该第一反射图像内的图像位置与该第二反射特征在该第二反射图像内的图像位置之间的差异，其中，该评估装置(126)被配置用于使用纵坐标与该位移之间的预定关系通过三角测量来确定精确的纵坐标。
11.一种用于使用至少一个根据前述权利要求中任一项所述的用于识别至少一种材料特性的检测器(110)来确定至少一个对象(112)的材料特性的方法，其中，该方法包括以下步骤：
12.一种计算机程序，包括指令，在根据前述涉及检测器的权利要求中任一项所述的检测器(110)执行该程序时，这些指令使该检测器执行根据前一项权利要求所述的方法。
13.一种计算机可读存储介质，包括指令，这些指令在由根据前述涉及检测器的权利要求中任一项所述的检测器(110)执行时使该检测器执行根据权利要求11所述的方法。
14.一种非暂态计算机可读介质，包括指令，这些指令在由一个或多个处理器执行时使该一个或多个处理器执行根据权利要求11所述的方法。
15.一种移动装置(114)，该移动装置包括至少一个根据前述涉及检测器的权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该移动装置(114)是移动通信装置、平板计算机、便携式计算机中的一者或多者。
16.根据前述涉及检测器的权利要求中任一项所述的检测器(110)的用于选自由以下各项组成的组的使用目的的用途：交通技术中的位置测量；娱乐应用；安保应用；监视应用；安全应用；人机界面应用；物流应用；跟踪应用；户外应用；移动应用；通信应用；摄影应用；机器视觉应用；机器人应用；质量控制应用；制造应用；步态监测应用；人体监测应用...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定至少一个对象(112)的至少一种材料特性的检测器(110)，其中，该检测器(110)包括：
2.根据前一项权利要求所述的检测器(110)，其中，该第一相机(122)与该投影仪(116)之间的基线短于该第二相机(124)与该投影仪(116)之间的基线。
3.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(126)被配置用于确定这些匹配的第一反射特征和第二反射特征对的双向反射分布函数(128)，其中，该评估装置(126)被配置用于评估该双向反射分布函数(128)，从而确定该组合材料特性。
4.根据前一项权利要求所述的检测器(110)，其中，评估该双向反射分布函数(128)包括将该双向反射分布函数(128)与至少一个预定义的双向反射分布函数进行比较。
5.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(126)被配置用于通过分析该第一反射特征的射束剖面来确定第一材料特性，并且通过分析该第二反射特征的射束剖面来确定第二材料特性，其中，该评估装置(126)被配置用于将该第一材料特性与该第二材料特性进行组合以确定该组合材料特性。
6.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该照射图案包括至少4000个照射特征。
7.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该第一相机(122)包括至少一个ccd传感器或至少一个cmos传感器，其中，该第二相机(124)包括至少一个ccd传感器或至少一个cmos传感器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的检测器(110)，其中，该评估装置(126)被配置用于通过分析这些第一反射特征的相应射束剖面来确定这些第一反射特征中的每个第一反射特征的纵坐标，其中，分析该射束剖面包括确定该射束剖面的至少一个第一区域和至少一个第二区域，其中，该评估装置(126)被配置用于通过以下各项中的一项或多项来得出组合信号q：该第一区域和该第二区域相除，该第一区域和该第二区域的倍数相除，该第一区域和该第二区域的线性组合相除，其中，该评估装置(126)被配置用于使用该组合信号q与纵坐标之间的至少一个预定关系来确定该纵坐标。
9.根据前一项权利要求所述的检测器(110)，其中，该评估装置(126)被配置用于通过使用所确定...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·辛德勒，R·胡纳贝因，C·伦纳茨，J·昂格尔，
申请(专利权)人：特里纳米克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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