[发明专利]操作三角测量法激光扫描器以识别工件的表面特性的方法

说明书

操作至少一个三角测量法激光扫描器以识别待通过至少一个三角测量法激光扫描器测量的工件的表面特性的方法、计算机可读介质和测量系统。该激光扫描器具有CMOS传感器芯片、光学成像单元和在该工件上生成激光线的激光线光源；图像中在CMOS传感器芯片上生成的数据被减少到如下的数据量，量减少后的数据仅包括激光线的这些像点的实际侧向位置的数据和针对激光线的这些像点中各像点的至少一个质量判据的数据，质量判据是沿一定方向的强度分布测量值，该方向横向于CMOS传感器芯片上激光线的这些像点的范围的局部方向；并且相对于与条形码和/或检测码信息和/或纹理信息的存在相关的质量判据，通过至少一个评估单元来分析该量减少后的数据。

技术领域

本发明涉及用于操作三角测量法激光扫描器以识别有待测量的工件的表面特性的方法、计算机可读介质和测量系统，该三角测量法激光扫描器具有至少一个CMOS传感器芯片。

背景技术

从现有技术中充分已知用于捕捉有待测量的工件的表面坐标的三角测量法激光扫描器。最新的三角测量法激光扫描器使用CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器芯片，该芯片使得可以以所谓的HDR格式捕捉图像文件。使用三角测量法激光扫描器，为了评估有待测量的工件的表面坐标，激光线的图像位置相对于其在传感器芯片上的标称位置的侧向偏差被使得与三角测量法激光扫描器距有待通过经典的三角测量法而测量的工件的表面的距离成某一关系。使用三角测量法激光扫描器，因此仅亮像点在传感器芯片上的侧向X和Y位置是重要的。具体地，在激光平面、成像系统的透镜平面和CMOS传感器芯片的接收平面相对于彼此呈Scheimpfiug式安排的三角测量法激光扫描器的情况下，也只有有待测量的工件的、位于激光平面中的那些表面点作为清晰图像被投射到CMOS传感器上。有待测量的工件的所有其他表面点根本没有被投射为图像。因此，在具有Scheimpflug式安排的三角测量法激光传感器情况下，仅那些与激光平面与工件的表面点的交点相对应的X和Y位置可以被捕捉成传感器芯片上的二维数据。

除了这样的三角测量法激光扫描器之外，从现有技术中还已知从条形码读取笔开始到相机扫描器或移动电话扫描器的所有可能形式的条形码读取器。另外，从US 6,260,001 B1中已知使用条形码扫描器来进行体积测量。简单的条形码读取器仅可以读取一维条形码，而相机或移动电话扫描器甚至读取二维条形码。在此方面，是通过已知的用于条形码识别的评估方法或通过已知的图像处理方法来评估读取器所获得的像素信息项或图像文件。除了亮像点的侧向X和Y位置之外，因此对于条形码的评估重要的还有条形码读取器的传感器芯片上的像点的亮度。由于此原因，现有技术的条形码评估通常依赖于传感器芯片的完整图像文件，其中传感器芯片的传感器区域的所有像素被读出，并且不能使用三角测量法激光扫描器的典型数据，如下面进一步解释的。

除了三角测量法激光扫描器和条形码读取器之外，相机、特别是彩色相机也已知用于在3D坐标测量中捕捉表面的纹理，参见US 8,284,240 B2。这样的彩色相机的二维数据通常用于在相对于使用者可视化时使得所获得的3D数据与相关联的表面纹理相对应。表面纹理可以在此仅构成表面的颜色。然而，表面的其他特性(例如像粗糙度)也可以检测为表面纹理。在此方面，例如，在相对于使用者可视化时，可以将有待测量的工件的光滑的玻璃表面考虑在内，因为玻璃表面的相关联3D数据用蓝色显示。以与用于检测二维条形码的条形码读取器相同的方式，用于捕捉表面纹理的这样的相机依赖于二维传感器芯片接收传感器区域的完整二维数据记录，所述数据记录可以被基于亮度或颜色信息内容而调查以确定存在条形码信息与否和/或存在纹理信息与否。