DE102007063530A1 - Method and device for optically inspecting a surface on an object - Google Patents

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Abstract

Zum Inspizieren einer Oberfläche an einem Gegenstand wird ein Muster mit einer Anzahl von helleren und dunkleren Streifen bereitgestellt, die einen sich zumindest weitgehend kontinuierlich ändernden, räumlichen Intensitätsverlauf mit einer Amplitude und einer räumlichen Periode bilden. Der Gegenstand mit der Oberfläche wird relativ zu dem Muster positioniert, so dass der räumliche Intensitätsverlauf auf die Oberfläche fällt. Es wird eine Bilderserie mit zumindest drei Primärbildern aufgenommen, wobei jedes Primärbild die Oberfläche mit dem räumlichen Intensitätsverlauf zeigt und wobei der räumliche Intensitätsverlauf in jedem der zumindest drei Primärbilder eine andere Position relativ zu der Oberfläche besitzt. In Abhängigkeit von den zumindest drei Primärbildern werden Eigenschaften der Oberfläche bestimmt. Gemäß einem Aspekt der Erfindung zeigen die zumindest drei Primärbilder die Oberflächenpunkte unter gleichen optischen Bedingungen, und aus den zumindest drei Primärbildern werden rechnerisch zumindest zwei Sekundärbilder erzeugt, wobei die zumindest zwei Sekundärbilder voneinander verschieden sind und jedes für eine der frei folgenden Eigenschaften repräsentativ ist: lokale Oberflächenneigung der zu inspizierenden Oberflächenpunkte, lokale Reflektanz der zu inspizierenden Oberflächenpunkte, lokaler Glanzgrad der zu inspizierenden Oberflächenpunkte.To inspect a surface on an object, a pattern with a number of lighter and darker stripes is provided which form an at least substantially continuously changing spatial intensity profile with an amplitude and a spatial period. The article with the surface is positioned relative to the pattern so that the spatial intensity profile falls on the surface. An image series with at least three primary images is taken, each primary image showing the surface with the spatial intensity profile and the spatial intensity profile in each of the at least three primary images having a different position relative to the surface. Depending on the at least three primary images, properties of the surface are determined. According to one aspect of the invention, the at least three primary images show the surface points under the same optical conditions, and at least two secondary images are computationally generated from the at least three primary images, the at least two secondary images being different and each representative of one of the freely following properties: local Surface inclination of the surface points to be inspected, local reflectance of the surface points to be inspected, local gloss level of the surface points to be inspected.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum optischen Inspizieren eines Gegenstandes, der eine Oberfläche mit einer Vielzahl von Oberflächenpunkten besetzt, mit den Schritten:

  • – Bereitstellen eines Musters mit einer Anzahl von helleren und dunkleren Streifen, die einen sich zumindest weitgehend kontinuierlich ändernden, räumlichen Intensitätsverlauf mit einer Amplitude und einer räumlichen Periode bilden,
  • – Positionieren des Gegenstandes mit der Oberfläche relativ zu dem Muster derart, dass der räumliche Intensitätsverlauf auf die Oberfläche fällt,
  • – Aufnehmen einer Bilderserie mit zumindest drei Primarbildern, wobei jedes Primärbild die Oberfläche mit dem räumlichen Intensitätsverlauf zeigt, und wobei der räumliche Intensitätsverlauf in jedem der zumindest drei Primarbilder eine andere Position relativ zu der Oberfläche besitzt, und
  • – Bestimmen von Eigenschaften der Oberfläche an den Oberflächenpunkten in Abhängigkeit von den zumindest drei Primarbildern.
The present invention relates to a method of optically inspecting an object occupying a surface having a plurality of surface points, comprising the steps of:
  • Providing a pattern with a number of lighter and darker stripes which form an at least substantially continuously changing spatial intensity profile with an amplitude and a spatial period,
  • Positioning the article with the surface relative to the pattern such that the spatial intensity profile falls on the surface,
  • - taking a series of pictures with at least three primary images, each primary image showing the surface with the spatial intensity profile, and wherein the spatial intensity profile in each of the at least three primary images has a different position relative to the surface, and
  • Determining properties of the surface at the surface points as a function of the at least three primary images.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum optischen Inspizieren eines Gegenstandes, der eine Oberfläche mit einer Vielzahl von Oberflächenpunkten besitzt, mit einem Muster mit einer Anzahl von helleren und dunkleren Streifen, die einen sich zumindest weitgehend kontinuierlich ändernden, räumlichen Intensitätsverlauf mit einer Amplitude und einer räumlichen Periode bilden, einer Aufnahme zum Positionieren des Gegenstandes mit der Oberfläche relativ zu dem Muster derart, dass der räumliche Intensitätsverlauf auf die Oberfläche fällt, zumindest einer Bildaufnahmeeinheit zum Aufnehmen einer Bilderserie mit zumindest drei Primärbildern, einer Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, das Aufnehmen der Primärbilder zu steuern, wobei jedes Primärbild die Oberfläche mit dem räumlichen Intensitätsverlauf zeigt, und wobei der räumliche Intensitätsverlauf in jedem der zumindest drei Primärbilder eine andere Position relativ zu der Oberfläche besitzt, und mit einer Auswerteeinheit zum Bestimmen von Eigenschaften der Oberfläche an den Oberflächenpunkten in Abhängigkeit von den zumindest drei Primärbildern.The The invention further relates to a device for optical inspection an object that has a surface with a variety has surface points, with a pattern with a Number of lighter and darker stripes, at least one largely continuously changing, spatial Intensity curve with one amplitude and one spatial one Period, a receptacle for positioning the object with the surface relative to the pattern such that the spatial intensity course on the surface falls, at least one image pickup unit for recording a series of pictures with at least three primary pictures, one Control unit adapted to receive the primary images to control, with each primary image the surface with the spatial intensity curve shows, and the spatial intensity course in each the at least three primary pictures a different position relative to the surface, and with an evaluation unit for determining surface properties at the surface points depending on the at least three primary images.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind prinzipiell aus DE 103 17 078 A1 bekannt.Such a method and such a device are in principle out DE 103 17 078 A1 known.

Bei der industriellen Fertigung von Produkten spielt die Qualität von Produktoberflächen seit einigen Jahren eine zunehmend wichtigere Rolle. Dabei kann es sich um dekorative Oberflächen handeln, wie etwa Lackoberflächen bei Kraftfahrzeugen, oder um technische Oberflächen, wie z. B. die Oberflächen von feinbearbeiteten metallischen Kolben oder Lagern.at The industrial production of products plays the quality of product surfaces has been increasing for several years more important role. These can be decorative surfaces such as painted surfaces on motor vehicles, or to technical surfaces, such. B. the surfaces of precision machined metallic pistons or bearings.

Hohe Qualität kann einerseits durch hochwertige und stabile Fertigungsprozesse erreicht werden. Andererseits sollten die relevanten Qualitätsparameter möglichst vollständig kontrolliert werden, um Qualitätsmängel frühzeitig zu erkennen. Es gibt bereits eine Vielzahl von Konzepten, um Produktoberflächen automatisiert zu inspizieren. Häufig sind die bekannten Verfahren und Vorrichtungen jedoch nur für einen speziellen Anwendungsfall einsetzbar, weil sie ein hohes a priori-Wissen über die zu inspizierende Oberfläche voraussetzen. Darüber hinaus sind die bekannten Konzepte für viele Anwendungsfälle noch nicht ausgereift genug, um eine effiziente und vor zuverlässige Inspektion von Oberflächen unter Industriebedingungen zu ermöglichen. Daher wird beispielsweise in der Automobilindustrie bis heute in erheblichem Maß eine visuelle Inspektion von Lackoberflächen durch erfahrene und geschulte Personen durchgeführt. Der Automatisierungsgrad bei der Inspektion der Lackoberflächen ist wesentlich geringer als der Automatisierungsgrad in der Fertigung selbst.Height Quality can be on the one hand by high quality and stable Manufacturing processes are achieved. On the other hand, the relevant Quality parameters as completely as possible be checked to quality defects early to recognize. There are already a large number of concepts for product surfaces automated to inspect. Often, the well-known However, methods and devices only for a specific one Use case because they have a high a priori knowledge about assume the surface to be inspected. About that In addition, the known concepts for many applications not yet mature enough to be efficient and reliable Inspection of surfaces under industrial conditions too enable. Therefore, for example, in the automotive industry to a considerable extent a visual inspection of Paint surfaces performed by experienced and trained persons. The degree of automation in the inspection of paint surfaces is much lower than the degree of automation in production even.

Die eingangs genannte DE 103 17 078 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei denen ein Streifenmuster mit einem sinusförmigen Intensitätsverlauf auf einen Schirm projiziert wird, der schräg über einer zu inspizierenden Oberfläche angeordnet ist. Das projizierte Muster wird verändert oder bewegt, so dass entsprechend veränderte Muster auf die Oberfläche fallen. Vor, während und nach dem Verändern/Bewegen des Musters wird jeweils mindestens ein Bild der Oberfläche mit dem reflektierten Muster aufgenommen. Durch eine mathematische Verknüpfung der verschiedenen Bilder, die in DE 103 17 078 A1 als Fusion bezeichnet wird, soll eine Darstellung erzeugt werden, anhand derer defektbehaftete Bereiche und defektfreie Bereiche der Oberfläche besser unterschieden werden können. Die fusionierte Darstellung soll einem menschlichen Betrachter auf einem so genannten Head Mounted Display, also auf einer am Kopf getragenen Anzeige angezeigt werden.The aforementioned DE 103 17 078 A1 describes a method and apparatus in which a striped pattern having a sinusoidal intensity pattern is projected onto a screen which is disposed obliquely over a surface to be inspected. The projected pattern is changed or moved so that correspondingly changed patterns fall onto the surface. Before, during and after changing / moving the pattern, at least one image of the surface with the reflected pattern is taken in each case. Through a mathematical linkage of the various images in DE 103 17 078 A1 is called Fusion, a representation is to be generated, based on which defect-prone areas and defect-free areas of the surface can be better distinguished. The merged representation is to be displayed to a human observer on a so-called head-mounted display, that is on a head-worn display.

Die in DE 103 17 078 A1 vorgeschlagene Fusion von Einzelbildern, die mit verschiedenen Mustern aufgenommen wurden, soll anhand von so genannten Energiefunk tionen erfolgen. Eine genauere Beschreibung, wie die Muster bei den Bildaufnahmen verändert werden sollen und wie die Musteränderungen in den aufgenommenen Bildern ausgewertet werden, fehlt. In einem der wenigen Fälle mit einer konkreten Beschreibung wird vorgeschlagen, die Fokusebene der Bildaufnahmeeinheit zwischen den Bildaufnahmen zu verändern, um verschiedene Eigenschaften der Oberfläche sichtbar zu machen.In the DE 103 17 078 A1 The proposed fusion of single images taken with different patterns will be based on so-called energy functions. A more detailed description of how the patterns are to be changed in the image recordings and how the pattern changes in the recorded images are evaluated is missing. In one of the few cases with a concrete description, it is proposed to change the focal plane of the image acquisition unit between the image recordings in order to visualize various properties of the surface.

Derselbe Vorschlag findet sich auch in DE 10 2004 033 526 A1 . Im übrigen beschreibt diese Druckschrift vor allem eine Veränderung der relativen Position von Oberfläche, Muster und Bildaufnahmeeinrichtung, um die dreidimensionale Form eines Gegenstandes mit der Oberfläche zu bestimmen. Dabei werden Intensitätswerte der Bilder aus verschiedenen Blickrichtungen zu einem so genannten Ergebnisbild verknüpft.The same proposal is also found in DE 10 2004 033 526 A1 , Incidentally, this document mainly describes a change in the relative position of the surface, pattern and image pickup device to determine the three-dimensional shape of an article with the surface. Intensity values of the images from different perspectives are combined into a so-called result image.

Weitere Verfahren zur Inspektion von Oberflächen, insbesondere spiegelnden Oberflächen, sind aus DE 198 21 059 C2 , aus US 6,100,990 , aus einer Publikation von Markus Knauer, „Vermessung spiegelnder Oberflächen – Eine Aufgabe der optischen 3D-Sensorik", erschienen in der DE-Zeitschrift Photonik, Ausgabe 4/2004, Seiten 62–64 oder aus einer Publikation von Sören Kammel, „Deflektometrie zur Qualitätsprüfung spiegelnd reflektierender Oberflächen", erschienen in der DE-Zeitschrift tm – Technisches Messen, Ausgabe 4/2003, Seiten 193–198 bekannt.Other methods for inspecting surfaces, in particular reflective surfaces, are out DE 198 21 059 C2 , out US 6,100,990 , from a publication of Markus Knauer, "Surveying reflective surfaces - A task of the optical 3D-Sensorik", published in the DE-journal Photonik, issue 4/2004, pages 62-64 or from a publication of Sören Kammel, "Deflectometry for quality testing of specularly reflective surfaces", published in the German magazine tm - Technisches Messen, issue 4/2003, pages 193-198 known.

Keines der bisher vorgeschlagenen Verfahren hat sich in der industriellen Praxis zur automatischen Inspektion einer (insbesondere spiegelnden oder zumindest teilweise spiegelnden) Oberfläche durchsetzen können. Ein Grund hierfür könnten die vielen verschiedenen Oberflächendefekte sein, die in der Realität auftreten können und die sich auf unterschiedliche Weise auswirken. Keines der bekannten Verfahren scheint in der Lage, die vielen verschiedenen potentiellen Oberflächendefekte zuverlässig automatisiert zu erkennen.None The method proposed so far has proven to be industrial Practice for the automatic inspection of a (especially reflecting or at least partially reflecting) surface prevail can. One reason for this could be the many different surface defects that are in reality can occur and differ in different ways impact. None of the known methods seems capable of many different potential surface defects reliably to recognize automatically.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die eine zumindest weitgehend automatisierte Inspektion einer Oberfläche ermöglichen. Vorteilhafterweise sollen das Verfahren und die Vorrichtung universell einsetzbar sein, und sie sollen sich für die Inspektion von zumindest teilweise spiegelnden Oberflächen eignen, insbesondere zur Inspektion von Lackoberflächen bei Kraftfahrzeugen und/oder zur Inspektion von feinbearbeiteten technischen Oberflächen.In front In this context, it is an object of the present invention to to provide a method and a device which at least one enable largely automated inspection of a surface. Advantageously, the method and the device should be universal be used and they should look for the inspection of at least partially reflective surfaces are suitable, in particular for the inspection of painted surfaces in motor vehicles and / or for inspection of finely worked technical surfaces.

Diese Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die zumindest drei Primärbilder die Oberflächenpunkte unter gleichen optischen Bedingungen zeigen, wobei aus den zumindest drei Primarbildern rechnerisch zumindest zwei Sekundärbilder erzeugt werden, und wobei die zumindest zwei Sekundärbilder voneinander verschieden sind und jedes für eine der drei folgenden Eigenschaften repräsentativ ist: lokale Oberflächenneigung der zu inspizierenden Oberflächenpunkte, lokale Reflektanz der zu inspizierenden Oberflächenpunkte, lokaler Glanzgrad der zu inspizierenden Oberflächenpunkte.These Tasks become in one aspect of the invention by a method solved the type mentioned, in which the at least three primary images under the surface points show the same optical conditions, wherein from the at least three Primary images computationally at least two secondary images are generated, and wherein the at least two secondary images are different from each other and each for one of the three following properties is representative: local surface tilt the surface points to be inspected, local reflectance the surface points to be inspected, local gloss level the surface points to be inspected.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der die zumindest eine Bildaufnahmeeinheit und die Steuereinheit dazu ausgebildet sind, die zumindest drei Primärbilder unter gleichen optischen Bedingungen aufzunehmen, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, aus den zumindest drei Primärbildern rechnerisch zumindest zwei Sekundärbilder erzeugen, und wobei die zumindest zwei Sekundärbilder voneinander verschieden sind und jedes für eine der drei folgenden Eigenschaften repräsentativ ist: lokale Oberflächenneigung der zu inspizierenden Oberflächenpunkte, lokale Reflektanz der zu inspizierenden Oberflächenpunkte, lokaler Glanzgrad der zu inspizierenden Oberflächenpunkte.To In a further aspect of the invention, this object is achieved by a Device of the type mentioned solved in the the at least one image recording unit and the control unit are designed for this purpose which are at least three primary images under the same optical Include conditions, wherein the evaluation designed to is, from the at least three primary images arithmetically, at least generate two secondary images, and wherein the at least two Secondary images are different from each other and each for one of the following three properties is representative: local surface slope of the surface points to be inspected, local Reflectance of the surface points to be inspected, local Gloss level of the surface points to be inspected.

Besonders vorteilhaft lässt sich die Aufgabe mit einem Computerprogramm mit Programmcode lösen, der auf einem Datenträger gespeichert ist und der dazu ausgebildet ist, ein solches Verfahren auszuführen, wenn der Programmcode auf einem Computer, insbesondere auf einer als Computer ausgebildeten Auswerteeinheit für eine Vorrichtung der zuvor genannten Art, ausgeführt wird.Especially Advantageously, the task can be done with a computer program solve with program code on a disk is stored and which is adapted to such a method execute if the program code is on a computer in particular on an evaluation unit designed as a computer for a device of the aforementioned type becomes.

Das neue Verfahren und die neue Vorrichtung basieren auf dem an sich bekannten Gedanken, die Oberfläche eines Gegenstandes mit Hilfe eines Streifenmusters zu untersuchen, das einen sich zumindest weitgehend kontinuierlich ändernden Intensitätsverlauf besitzt. In bevorzugten Ausführungsbeispielen wird ein sinusförmiger Intensitätsverlauf verwendet, wenngleich dies nicht die einzige Möglichkeit darstellt. Es könnte beispielsweise auch ein sägezahn- oder dreieckförmiger Intensitätsverlauf verwendet werden.The new procedures and the new device are based on that in itself known thoughts, the surface of an object with Help examine a stripe pattern that is at least one largely continuously changing intensity profile has. In preferred embodiments, a sinusoidal intensity curve used, though this is not the only option. It could for example, a sawtooth or triangular Intensity course can be used.

Es wird eine Bilderserie mit zumindest drei Bildern aufgenommen, wobei jedes Bild die Oberfläche mit dem sich zumindest teilweise widerspiegelnden Intensitätsverlauf zeigt. Allerdings besitzt der Intensitätsverlauf in jedem der zumindest drei Bilder eine andere Position relativ zu der Oberfläche, so dass in jedem der zumindest drei Bilder ein anderer Intensitätswert des Musters auf einen zu inspizierenden Oberflächenpunkt fällt und von diesem reflektiert wird. Aus den drei Intensitätswerten lässt sich mit Hilfe eines Verfahrens, das als phasenschiebende Deflektometrie bekannt ist, die lokale Oberflächenneigung des Oberflächenpunktes bestimmen. Indem man die lokale Oberflächenneigung benachbarter Oberflächenpunkte untersucht, lassen sich kleine Kratzer und Erhebungen detektieren, da diese eine signifikante Änderung der lokalen Oberflächenneigung zur Folge haben.It a series of pictures is taken with at least three pictures, wherein each picture the surface with which at least partially reflecting intensity curve shows. However, owns the intensity profile in each of the at least three images different position relative to the surface, so that in each the at least three images have a different intensity value of Pattern falls on a surface point to be inspected and is reflected by this. From the three intensity values can be solved with the help of a procedure called phase-shifting Deflectometry is known to be the local surface tilt of the surface point. By being the local Surface slope of adjacent surface points examined, small scratches and elevations can be detected, since this is a significant change in local surface slope have as a consequence.

Wie sich durch eine genauere Analyse gezeigt hat, lassen sich durch eine rechnerische Verknüpfung der Intensitätswerte der zumindest drei Bilder jedoch noch weitere Informationen über die Eigenschaften der Oberfläche gewinnen, wobei diese weiteren Informationen weitgehend unabhängig von der lokalen Oberflächenneigung sind. Wie im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert ist, lassen sich aus denselben drei (oder mehr) Bildern insbesondere Informationen gewinnen, die für den lokalen Glanzgrad und für die lokale Reflektanz der zu inspizierenden Oberflächenpunkte repräsentativ sind. Die Reflektanz ist ein dimensionsloser Faktor, der das Verhältnis zwischen der von einem beleuchteten Körper zurückgestrahlten Lichtmenge und der Intensität der beleuchtenden Lichtquelle bezeichnet. Die Reflektanz gibt also an, welchen Anteil des auftreffenden Lichts der entsprechende Oberflächenpunkt insgesamt reflektiert. Beispielsweise reflektiert ein schwarzer Körper wesentlich weniger Licht als ein Gegenstand mit einer weißen Oberfläche. Dieser Unterschied lässt sich anhand der Reflektanz bestimmen.As has been shown by a more detailed analysis, can be achieved by a computational linkage of the intensity values of at least three Bil but still gain more information about the properties of the surface, which further information is largely independent of the local surface tilt. As explained below with reference to a preferred exemplary embodiment, it is possible in particular to obtain information from the same three (or more) images that is representative of the local gloss level and the local reflectance of the surface points to be inspected. The reflectance is a dimensionless factor that refers to the ratio between the amount of light reflected back from an illuminated body and the intensity of the illuminating light source. The reflectance thus indicates what proportion of the incident light reflects the corresponding surface point as a whole. For example, a black body reflects significantly less light than an object with a white surface. This difference can be determined by reflectance.

Der Glanzgrad ist demgegenüber ein Maß für die Streuung des an dem Oberflächenpunkt reflektierten Lichts. Eine sehr glatte, hochglänzende Oberfläche reflektiert das einfallende Licht weitgehend ohne Streuung, wobei Einfalls- und Ausfallswinkel gleich sind. Ein Betrachter sieht also nahezu die gesamte reflektierte Lichtmenge, sofern er an der richtigen Position entlang des Ausfallwinkels steht. Abseits der Ausfallsrichtung sieht er jedoch praktisch kein reflektiertes Licht von dem untersuchten Oberflächenpunkt. (Er kann natürlich das reflektierte Licht von benachbarten Oberflächenpunkten sehen, zu denen er entlang des Ausfallwinkels steht.) Eine nichtglänzende Oberfläche ruft demgegenüber eine starke Streuung des reflektierten Lichts hervor. Daher sieht ein Beobachter jeweils nur einen Teil der von dem Oberflächenpunkt reflektierten Lichtmenge, dies jedoch an vielen verschiedenen Postionen, die auch abseits des Ausfallwinkels liegen können. Reflektanz und Glanzgrad sind also beide ein Maß für die Menge des reflektierten Lichts, das von einem Beobachter an einer bestimmten Position detektiert werden kann. Reflektanz und Glanzgrad sind jedoch weitgehend unabhängig voneinander, sofern überhaupt eine gewisse Lichtmenge reflektiert wird, und sie sind für unterschiedliche Oberflächeneigenschaften repräsentativ. Zudem sind diese beiden Eigenschaften weitgehend unabhängig von der lokalen Neigung der einzelnen Oberflächenpunkte.Of the Gloss level is in contrast a measure of the scattering of the reflected at the surface point Light. A very smooth, high-gloss surface reflects the incident light largely without scattering, wherein Incidence and angle of failure are the same. A viewer sees so almost the entire amount of light reflected, provided he is at the right Position along the failure angle is. Off the exit direction However, he sees practically no reflected light from the examined Surface point. (Of course he can reflect that See light from adjacent surface points to which he stands along the drop angle.) A non-shiny In contrast, surface causes a strong dispersion of the reflected light. Therefore, an observer sees each one only a portion of the reflected from the surface point Amount of light, but in many different postions, too can lie away from the angle of failure. Reflectance and Gloss level are both a measure of the amount of reflected light from an observer at a particular Position can be detected. However, reflectance and gloss are broad independently, if at all certain amount of light is reflected, and they are different for each other Surface properties representative. moreover These two properties are largely independent of the local slope of the individual surface points.

In den bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung werden alle drei Eigenschaften anhand derselben Bilder bestimmt, indem die Intensitätswerte aus den zumindest drei aufgenommenen Bildern auf unterschiedliche Weise verknüpft werden. Durch die Verknüpfung der Intensitätswerte werden "künstliche" Sekundärbilder erzeugt, weshalb die mit einer Bildaufnahmeeinheit aufgenommenen Bilder hier zur Unterscheidung als Primärbilder bezeichnet sind.In the preferred embodiments of the invention all have three properties determined by the same images by the intensity values the at least three recorded images in different ways be linked. By linking the intensity values "artificial" secondary images are generated, which is why the images taken with an image capture unit here to distinguish are referred to as primary images.

Prinzipiell ist es möglich, jeweils eine eigene Bilderserie für die Bestimmung der lokalen Oberflächenneigung, der lokalen Reflektanz und des lokalen Glanzgrades aufzunehmen. Diese Vorgehensweise ist jedoch nicht notwendig, da alle drei Infor mationen anhand ein und derselben Bilderserie bestimmt werden können, was dementsprechend bevorzugt ist.in principle It is possible to create your own picture series for each the determination of local surface slope, the local Reflectance and local gloss. This procedure is but not necessary, since all three informations are based on and same series of pictures can be determined, which accordingly is preferred.

Die Bestimmung der voneinander unabhängigen (daher orthogonalen) Informationen anhand einer Bilderserie ermöglicht es, verschiedene Arten von potentiellen Oberflächendefekten automatisiert zu inspizieren. Während sich kleine Kratzer beispielsweise anhand der lokalen Oberflächenneigung erkennen lassen, verändern Fingerabdrücke oder mikrofeine Staubpartikel in erster Linie den Glanzgrad. Farbunterschiede, wie sie durch verschiedenen Lacke oder durch Beschriftungen auftreten können, lassen sich demgegenüber anhand der unterschiedlichen Reflektanzen erkennen. Indem man nun zumindest zwei verschiedene Sekundärbilder erzeugt, von denen jedes für eine der drei oben erläuterten Eigenschaften repräsentativ ist, kann man die Oberflächen sehr effizient auf unterschiedliche Arten von Defekten untersuchen. Prinzipiell ist anhand der Sekundärbilder eine weitgehend automatisierte Inspektion möglich, da die einzelnen Defekte in den verschiedenen Sekundärbildern jeweils deutlich hervortreten und durch eine Verknüpfung der unterschiedlichen Informationen eine zuverlässige Klassifizierung möglich ist.The Determination of the independent (therefore orthogonal) Information based on a series of images makes it possible to create different Types of potential surface defects automated inspect. While small scratches, for example reveal the local surface slope, change fingerprints or microfine dust particles primarily the gloss level. Color differences, as different through Lacquers or labels may occur in contrast, based on the different reflectances detect. By now at least two different secondary images each of which is explained for one of the three above Properties is representative, you can make the surfaces very much efficiently investigate different types of defects. in principle is a largely automated based on the secondary images Inspection possible as the individual defects in the various secondary images each stand out clearly and by a link the different information a reliable classification is possible.

Durch die Möglichkeit, verschiedene Arten von Defekten automatisiert zu erkennen, lassen sich das neue Verfahren und die neue Vorrichtung sehr universell einsetzen. Besonders gut eignen sich das neue Verfahren und die neue Vorrichtung zur Inspektion von Lackflächen an Kraftfahrzeugen und zur Inspektion von zumindest teilweise glänzenden Oberflächen.By the ability to automate various types of defects To recognize, let the new procedure and the new device very universal use. The new process is particularly well suited and the new device for inspecting painted surfaces on motor vehicles and for the inspection of at least partially shiny ones Surfaces.

Eine Voraussetzung für die Erzeugung verwertbarer Sekundärbilder liegt lediglich darin, dass die zumindest drei Primärbilder die Oberflächenpunkte unter gleichen optischen Bedingungen zeigen. Dies wird in bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung dadurch erreicht, dass die Oberflächenpunkte unter identischen Bedingungen (im Rahmen des technisch Möglichen) aufgenommen werden. Alternativ hierzu ist es jedoch prinzipiell möglich, die gleichen optischen Bedingungen durch Korrekturverfahren, die sich an die Bildaufnahme der zumindest drei Primärbilder anschließen, herzustellen. Diese Alternative ist bevorzugt, wenn eine Aufnahme der zumindest drei Primärbilder unter identischen optischen Bedingungen nicht möglich ist.A Prerequisite for the generation of usable secondary images is only that the at least three primary images the surface points under the same optical conditions demonstrate. This is achieved in preferred embodiments of the invention achieved that the surface points under identical Conditions (as far as possible) become. Alternatively, however, it is possible in principle the same optical conditions through correction methods, the to the image recording of the at least three primary images connect to produce. This alternative is preferred when taking a picture of at least three primary pictures under identical optical conditions is not possible.

Die genaue Vorgehensweise zum Erzeugen der Sekundärbilder hängt von vielen Faktoren ab, insbesondere von dem Intensitätsverlauf des Streifenmusters und von der Anzahl der zur Verfügung stehenden Primärbilder. Eine besonders einfache Vorgehensweise ergibt sich bei einem sinusförmigen Intensitätsverlauf, wenn zu jedem Oberflächenpunkt genau vier Primärbilder ausgewertet werden, die den räumlichen Intensitätsverlauf um jeweils 90° verschoben zeigen. Die einschlägigen Fachleute auf diesem Gebiet werden anhand der vorliegenden Beschreibung jedoch erkennen, dass die drei orthogonalen Informationen nicht von der Art des Intensitätsverlaufs und der Anzahl der Primärbilder abhängen, sofern zumindest drei Primärbilder zu jedem zu inspizierenden Oberflächenpunkt zur Verfügung stehen. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die bevorzugte Ausgestaltung mit einem sinusförmigen Intensitätsverlauf und jeweils vier ausgewerteten Primärbildern beschränkt.The exact procedure for generating the secondary images depends on many factors, in particular on the intensity profile of the scatter fen pattern and the number of primary images available. A particularly simple procedure results in the case of a sinusoidal intensity profile if exactly four primary images are evaluated for each surface point, which show the spatial intensity profile shifted by 90 ° in each case. However, it will be apparent to those skilled in the art from this disclosure that the three orthogonal information does not depend on the nature of the intensity trace and the number of primary images, as long as at least three primary images are available for each surface point to be inspected. Therefore, the present invention is not limited to the preferred embodiment with a sinusoidal intensity pattern and four evaluated primary images.

Die oben genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.The The above object is therefore completely solved.

In einer bevorzugten Ausgestaltung werden aus den zumindest drei Primärbildern drei Sekundärbilder erzeugt, von denen jedes für genau eine der drei Eigenschaften repräsentativ ist.In A preferred embodiment of the at least three primary images generated three secondary images, each of which for exactly one of the three properties is representative.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine sehr universelle Anwendung des neuen Verfahrens und der neuen Vorrichtung, da mit Hilfe der (zumindest) drei Sekundärbilder jede der drei oben erläuterten orthogonalen Informationen zur Verfügung steht. Durch eine weitere Verknüpfung dieser Informationen lassen sich verschiedene Arten von Oberflächendefekten sehr genau klassifizieren und infolge dessen sehr zuverlässig automatisiert erkennen.These Design allows a very universal application the new method and the new device, because with the help of (At least) three secondary images each of the three explained above orthogonal information is available. By a Further linking of this information can be various Classify types of surface defects very accurately and as a result recognize very reliably automated.

In einer weiteren Ausgestaltung bildet sich an jedem der zu inspizierenden Oberflächenpunkte ein zeitlicher Intensitätsverlauf, wobei die Sekundärbilder erzeugt wer den, indem lokale Intensitätswerte des zeitlichen Intensitätsverlaufs auf zumindest zwei verschiedene Arten kombiniert werden.In a further embodiment is formed at each of the inspected Surface points a temporal intensity course, wherein the secondary images are generated by the local intensity values of the temporal intensity course to at least two different Species are combined.

In dieser Ausgestaltung werden die interessierenden Informationen aus dem zeitlichen Intensitätsverlauf hergeleitet, der sich beim Verschieben des räumlichen Intensitätsverlaufs relativ zu der Oberfläche ergibt. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine schnelle und reproduzierbare Erzeugung der interessanten Sekundärbilder.In In this embodiment, the information of interest becomes derived from the temporal intensity course, which is when moving the spatial intensity curve relative to the surface. This embodiment allows a fast and reproducible generation of interesting secondary images.

In einer weiteren Ausgestaltung wird ein erstes Sekundärbild erzeugt, indem zu jedem der zu inspizierenden Oberflächenpunkte ein lokaler Mittelwert aus den lokalen Intensitätswerten bestimmt wird.In In another embodiment, a first secondary image generated by adding to each of the surface points to be inspected a local average of the local intensity values is determined.

Der lokale Mittelwert aus den lokalen Intensitätswerten ist ein gutes Maß für den Grauwert des untersuchten Oberflächenpunktes und damit ein Maß für die lokale Reflektanz. Die Ausgestaltung ermöglicht eine sehr einfache und schnelle Bestimmung dieser interessanten Informationen.Of the local mean from the local intensity values a good measure of the gray value of the examined Surface point and thus a measure of the local reflectance. The design allows a very simple and fast determination of this interesting information.

In einer weiteren Ausgestaltung wird ein zweites Sekundärbild erzeugt, indem anhand der lokalen Intensitätswerte ein lokaler Amplitudenwert des zeitlichen Intensitätsverlaufs bestimmt wird.In In another embodiment, a second secondary image generated by using the local intensity values local amplitude value of the temporal intensity profile is determined.

Der lokale Amplitudenwert des zeitlichen Intensitätsverlaufs ist ein Maß dafür, wie stark sich die Intensität des reflektierten Lichts an dem Oberflächenpunkt zwischen den verschiedenen Primärbildern verändert. Bezieht man diesen lokalen Amplitudenwert auf den lokalen Mittelwert an dem Oberflächenpunkt, erhält man eine Größe, die für die Streuung und den Glanzgrad an dem Oberflächenpunkt repräsentativ ist. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft in Kombination mit der vorhergehenden Ausgestaltung, da der lokale Mittelwert an dem Oberflächenpunkt schon zur Verfügung steht. Unabhängig davon ermöglicht auch diese Ausgestaltung eine sehr schnelle und reproduzierbare Bestimmung der interessierenden Informationen.Of the local amplitude value of the temporal intensity profile is a measure of how strong the intensity of the reflected light at the surface point between changed the different primary images. refers apply this local amplitude value to the local mean value the surface point, you get a size, that for the scattering and the gloss level at the surface point is representative. This embodiment is particularly advantageous in combination with the previous embodiment, since the local Mean value at the surface point already available stands. Regardless, this also allows Design a very fast and reproducible determination the information of interest.

In einer weiteren Ausgestaltung wird ein drittes Sekundärbild erzeugt, indem anhand der lokalen Intensitätswerte ein lokaler Phasenwert bestimmt wird, der die lokale Phasenlage des zeitlichen Intensitätsverlaufs relativ zu dem räumlichen Intensitätsverlauf charakterisiert.In In another embodiment, a third secondary image generated by using the local intensity values local phase value is determined, the local phase of the temporal intensity course relative to the spatial Intensity course characterized.

Dieser lokale Phasenwert hängt in erster Linie von der lokalen Neigung des Oberflächenpunktes ab, da die lokale Neigung des Oberflächenpunktes bestimmt, welchen Teil des räumlichen Helligkeitsverlaufs die Bildaufnahmeeinheit an dem Oberflächenpunkt sieht. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, um kleine Dellen, Beulen, Tränen, Staubeinschlüsse und andere Oberflächendefekte zu erkennen, die eine dimensionelle Änderung der Oberfläche bewirken.This local phase value depends primarily on the local Slope of the surface point as the local slope of the surface point determines which part of the spatial Brightness curve, the image pickup unit at the surface point sees. This embodiment is particularly advantageous to small Dents, bumps, tears, dust inclusions and others To detect surface defects that cause a dimensional change cause the surface.

In einer weiteren Ausgestaltung werden zu jedem der zu inspizierenden Oberflächenpunkte zumindest vier Primärbilder aufgenommen, wobei jedes Sekundärbild aus genau vier Primärbildern erzeugt wird.In a further embodiment are to each of the inspected Surface points at least four primary images taken, with each secondary image of exactly four primary images is produced.

Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, weil sie eine sehr einfache und schnelle Erzeugung der Sekundärbilder ermöglicht.These Design is beneficial because it is a very simple and fast Generation of secondary images allows.

In einer weiteren Ausgestaltung wird der räumliche Intensitätsverlauf räumlich stationär gehalten, und der Gegenstand mit der Oberfläche wird relativ zu dem räumlichen Intensitätsverlauf verschoben, um die Bilderserie aufzunehmen. Außerdem wird die Bildaufnahmeeinheit zusammen mit dem Gegenstand verschoben, um die zumindest drei Primärbilder aufzunehmen, oder die Primärbilder werden mit Hilfe von mehreren Bildaufnahmeeinheiten aufgenommen, die so angeordnet sind, dass sie jeweils dieselben Oberflächenpunkte aufnehmen.In a further embodiment, the spatial intensity profile is kept spatially stationary, and the object with the surface is displaced relative to the spatial intensity profile in order to record the series of images. In addition, the image pickup unit is moved together with the object to the at least three Pri or primary images are captured by a plurality of image capturing units arranged to respectively capture the same surface dots.

Diese Ausgestaltungen sind vorteilhaft, weil sie eine schnelle und effiziente Inspektion von großen Oberflächen im Durchlaufverfahren ermöglicht. Mit dieser Ausgestaltung sind das neue Verfahren und die neue Vorrichtung weitgehend unabhängig von den räumlichen Abmessungen der zu untersuchenden Gegenstände. Darüber hinaus lässt sich diese Ausgestaltung sehr einfach in Fertigungslinien bei Kraftfahrzeugherstellern oder Herstellern von anderen Massenprodukten integrieren.These Embodiments are beneficial because they are fast and efficient Inspection of large surfaces in a continuous process allows. With this configuration, the new method and the new device largely independent of the spatial Dimensions of the objects to be examined. About that In addition, this design is very easy in production lines Motor vehicle manufacturers or manufacturers of other mass products integrate.

In einer weiteren Ausgestaltung werden die zumindest drei Primärbilder mit gleicher Blickrichtung und gleicher Fokuseinstellung relativ zu den zu inspizierenden Oberflächenpunkten aufgenommen.In In another embodiment, the at least three primary images with the same line of sight and the same focus setting relative recorded to the surface points to be inspected.

Die Blickrichtung und die Fokuseinstellung sind zwei wichtige Aspekte, die die Intensitätswerte und die Auflösung in den Primärbildern beeinflussen. Wenn zumindest diese beiden Faktoren zwischen den verschiedenen Primärbildern der Bilderserie gleich sind, lässt sich das neue Verfahren besonders einfach und schnell implementieren.The Viewing and focus adjustment are two important aspects the the intensity values and the resolution in influence the primary images. If at least these two Factors between the different primary images of the series of images are the same are, the new procedure can be particularly easy and implement quickly.

In einer weiteren Ausgestaltung werden die Eigenschaften der Oberfläche in Abhängigkeit von den Sekundärbildern automatisch klassifiziert, wobei ein Ausgangssignal erzeugt wird, das für die Klassifikation repräsentativ ist.In In another embodiment, the properties of the surface depending on the secondary images automatically classified, wherein an output signal is generated for the classification is representative.

In dieser Ausgestaltung werden die orthogonalen Informationen aus zumindest zwei verschiedenen Sekundärbildern miteinander verknüpft, um eine Klassifizierung zu bilden. Daher ist eine sehr detaillierte Klassifizierung möglich, was eine zuverlässige automatisierte Beurteilung der Oberfläche erleichtert. Die Anzeige anhand eines für diese Klassifikation repräsentativen Ausgangssignals besitzt dann den Vorteil, dass ein menschlicher Betrachter gegebenenfalls nur noch in wenigen Problemfällen nachkontrollieren muss.In In this embodiment, the orthogonal information from at least two different secondary images linked together, to form a classification. Therefore, a very detailed Classification possible, resulting in a reliable automated Facilitated assessment of the surface. The ad based on one representative of this classification Output signal then has the advantage that a human Viewers, if necessary, only in a few problem cases must check.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in each case specified combination, but also in other combinations or can be used in isolation, without the scope of the present To leave invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the explained in more detail below description. It demonstrate:

1 eine vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels der neuen Vorrichtung mit einem Inspektionstunnel zum Inspizieren von Lackoberflächen bei Kraftfahrzeugen, 1 a simplified representation of an embodiment of the new device with an inspection tunnel for inspecting painted surfaces in motor vehicles,

2 den Inspektionstunnel aus 1 in einem Querschnitt von vorne, 2 the inspection tunnel 1 in a cross section from the front,

3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens, 3 a schematic representation for explaining the method,

4 ein vereinfachtes Flussdiagramm zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des neuen Verfahrens, und 4 a simplified flowchart for explaining an embodiment of the new method, and

5 Beispiele für drei Sekundärbilder, die mit dem neuen Verfahren erzeugt wurden. 5 Examples of three secondary images created using the new procedure.

In 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Vorrichtung in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.In 1 and 2 is an embodiment of the new device in its entirety by the reference numeral 10 designated.

Die Vorrichtung 10 beinhaltet hier einen Tunnel 12 mit einem vorderen Ende 13 und einem hinteren Ende 14. Der Tunnel 12 besitzt eine Längsachse 15, entlang der hier ein Auto 16 mit einer zu inspizierenden Lackoberfläche 17 in Richtung des Pfeils 18 bewegt wird. Das Auto 16 ist hier auf einem Transportwagen 20 angeordnet, der beispielsweise mit Hilfe eines elektrischen Antriebes (nicht dargestellt) durch den Tunnel 12 gezogen wird. Alternativ kann das Auto 16 auf einem Förderband angeordnet sein, oder das Auto 16 kann ohne Transportwagen 20 durch den Tunnel gezogen oder gefahren werden. In jedem Fall bildet der Tunnelboden, ggf. zusammen mit dem Transportwagen oder dem Förderband, eine Aufnahme für den zu inspizierenden Gegenstand.The device 10 includes a tunnel here 12 with a front end 13 and a rear end 14 , The tunnel 12 has a longitudinal axis 15 , along this one car 16 with a paint surface to be inspected 17 in the direction of the arrow 18 is moved. The car 16 is here on a dolly 20 arranged, for example, by means of an electric drive (not shown) through the tunnel 12 is pulled. Alternatively, the car 16 be placed on a conveyor belt, or the car 16 can without dolly 20 pulled through the tunnel or driven. In any case, the tunnel floor, possibly together with the trolley or the conveyor belt, forms a receptacle for the object to be inspected.

Wie man in 2 erkennen kann, besitzt der Tunnel 12 hier einen annähernd kreisförmigen Querschnitt 22, der einen Kreiswinkel von etwa 270° abdeckt. Prinzipiell sind jedoch auch andere Tunnelquerschnitte möglich, beispielsweise in Form eines Polygons oder ein rechteckiger Tunnelquerschnitt. Ein kreisförmiger Tunnelquerschnitt oder ein anderer knickfreier Tunnelquerschnitt ist aus heutiger Sicht bevorzugt, weil die nachfolgend erläuterten Muster dann weitgehend stetig und ohne Stoßstellen realisiert werden können, was die Inspektion der Lackoberfläche vereinfacht. Der Tunnel 12 kann auch mit Hilfe von Spiegeln (hier nicht dargestellt) realisiert sein, mit denen sich der Abdeckungsgrad auf einfache Weise erhöhen lässt.How to get in 2 can recognize, owns the tunnel 12 here an approximately circular cross-section 22 which covers a circle angle of about 270 °. In principle, however, other tunnel cross sections are possible, for example in the form of a polygon or a rectangular tunnel cross section. A circular tunnel cross-section or other kink-free tunnel cross-section is preferred from today's perspective, because the patterns explained below can then be realized largely continuously and without joints, which simplifies the inspection of the paint surface. The tunnel 12 can also be realized with the help of mirrors (not shown here), with which the degree of coverage can be increased in a simple manner.

Der Tunnel 12 besitzt eine Innenwand 24, an der hier zwei Streifenmuster 26, 28 angeordnet sind. Das Streifenmuster 26 besteht aus helleren Streifen 30 und dunkleren Streifen 31, die abwechselnd nebeneinander und parallel zueinander verlaufen. Das Streifenmuster 28 enthält hellere Streifen 32 und dunklere Streifen 33, die ebenfalls parallel zueinander und nebeneinander angeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die dunkleren Streifen 31, 33 spektral unterschiedlich ausgebildet, was in 1 anhand von unterschiedlichen „Punktdichten" dargestellt ist. Beispielsweise sind die dunkleren Streifen 31, 33 in verschiedenen Farben realisiert, vorzugsweise in Blau und in Rot.The tunnel 12 has an inner wall 24 , here are two stripe patterns 26 . 28 are arranged. The stripe pattern 26 consists of lighter stripes 30 and darker stripes 31 , which run alternately next to each other and parallel to each other. The stripe pattern 28 contains lighter stripes 32 and darker stripes 33 , which are also arranged parallel to each other and next to each other. In the dar Embodiment provided are the darker stripes 31 . 33 spectrally formed differently, which in 1 is represented by different "dot densities." For example, the darker stripes 31 . 33 realized in different colors, preferably in blue and red.

In einem Ausführungsbeispiel sind die Streifenmuster 26, 28 auf die Innenwand 24 des Tunnels 12 aufgemalt. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Innenwand 24 des Tunnels 12 mit einer Folie beklebt, auf der die unterschiedlichen Streifen aufgedruckt sind. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind an der Innenwand 24 eine Vielzahl von Leuchtdioden hinter einem semitransparenten Schirm angeordnet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine „Tapete" aus organischen Leuchtdioden. Vorteilhaft ist es, wenn die Leuchtdioden farblich umschaltbar sind und/oder an den Gegenstand anpassbar sind, beispielsweise in der Periode des Intensitätsverlaufs. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Streifenmuster auf die Innenwand des Tunnels 12 projiziert sein, und zwar entweder vom Innenraum 24 des Tunnels her oder durch eine Projektion von außen, wobei die Außenwand des Tunnels im zuletzt genannten Fall einen semitransparenten Schirm darstellt. In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Tunnelwände aus einem teilweise transparenten Material, das mattierte Bereiche aufweist. Das transparente Material dient zur Lichtleitung über Totalreflexion. Die mattierten Bereiche leuchten in diesem Fall.In one embodiment, the stripe patterns are 26 . 28 on the inner wall 24 of the tunnel 12 painted. In another embodiment, the inner wall 24 of the tunnel 12 stuck with a foil on which the different stripes are printed. In a further embodiment are on the inner wall 24 a plurality of light-emitting diodes arranged behind a semi-transparent screen. It is advantageous if the LEDs are color-switchable and / or adaptable to the object, for example in the period of the intensity profile the inner wall of the tunnel 12 be projected, either from the interior 24 the tunnel forth or by a projection from the outside, wherein the outer wall of the tunnel in the latter case represents a semi-transparent screen. In another embodiment, the tunnel walls are made of a partially transparent material having frosted areas. The transparent material is used for light transmission via total reflection. The frosted areas shine in this case.

Jedes Muster 26, 28 bildet einen räumlichen Intensitätsverlauf 34, der im dargestellten Ausführungsbeispiel sinusförmig ist. Prinzipiell sind jedoch auch andere Helligkeitsverläufe möglich, wie z. B. Sägezahn oder Dreiecksverlauf. Gemeinsam ist allen Intensitätsverläufen, dass sie eine Amplitude 35 und eine Periode 36 besitzen.Every pattern 26 . 28 forms a spatial intensity course 34 which is sinusoidal in the illustrated embodiment. In principle, however, other brightness gradients are possible, such. B. sawtooth or triangular shape. What is common to all intensity gradients is that they have an amplitude 35 and a period 36 have.

Mit den Bezugsziffern 38 und 40 sind zwei Kameraköpfe bezeichnet, wobei der Kamerakopf 38 am vorderen Ende 13 des Tunnels 12 angeordnet ist, während der Kamerakopf 40 am hinteren Ende 14 angeordnet ist. Jeder Kamerakopf 38, 40 besitzt hier vier Bildaufnahmeeinheiten 42, 44, 46, 48, die mit einem definierten Abstand zueinander gestaffelt sind (siehe 3 und nachfolgende Erläuterungen). Die Blickrichtungen 50 der Bildaufnahmeeinheiten 42, 44, 46, 48 verlaufen parallel zueinander, wie dies in 1 schematisch dargestellt ist. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt jeder Kamerakopf 38, 40 ein variables Farbfilter 51, mit dessen Hilfe wahlweise das eine oder das andere Streifenmuster 26, 28 für die Bildaufnahme selektiert werden kann.With the reference numbers 38 and 40 are called two camera heads, with the camera head 38 at the front end 13 of the tunnel 12 is arranged while the camera head 40 at the far end 14 is arranged. Every camera head 38 . 40 has four image acquisition units here 42 . 44 . 46 . 48 , which are staggered with a defined distance to each other (see 3 and subsequent explanations). The directions of view 50 the image capture units 42 . 44 . 46 . 48 run parallel to each other, as in 1 is shown schematically. In this embodiment, each camera head has 38 . 40 a variable color filter 51 , with the help of which either one or the other stripe pattern 26 . 28 can be selected for image acquisition.

Wie in 2 zu erkennen ist, besitzt die Vorrichtung 10 hier jeweils drei Kameraköpfe 38a, 38b, 38c am vorderen Ende 13 des Tunnels sowie drei entsprechende Kameraköpfe 40a, 40b, 40c am hinteren Ende 14 (nicht dargestellt). Die drei Kameraköpfe 38, 38, 38 sind entlang der Querschnittsfläche des Tunnels 12 so verteilt, dass sie das Auto 16 vollständig aufnehmen können. Jede Bildaufnahmeeinheit 42, 44, 46, 48 ist hier als Zeilenkamera realisiert, d. h. die Bildaufnahmeeinheiten, 42, 44, 46, 48 besitzen jeweils einen Bildsensor mit einer linienförmigen Anordnung 52 von Bildpunkten (2). Innerhalb jedes Kamerakopfes 38 sind die Zeilensensoren so hintereinander gestaffelt, dass sich die in 1 dargestellten Blickrichtungen 50 mit den definierten Abständen sowie die in 2 schematisch dargestellten Sehfächer 54 ergeben. Zur Erhöhung der Lichtstärke werden bevorzugt so genannte TDI-Zeilensensoren eingesetzt.As in 2 can be seen possesses the device 10 here in each case three camera heads 38a . 38b . 38c at the front end 13 of the tunnel and three corresponding camera heads 40a . 40b . 40c at the far end 14 (not shown). The three camera heads 38 . 38 . 38 are along the cross-sectional area of the tunnel 12 so they spread the car 16 can completely absorb. Each image capture unit 42 . 44 . 46 . 48 is realized here as a line scan camera, ie the image acquisition units, 42 . 44 . 46 . 48 each have an image sensor with a linear arrangement 52 of pixels ( 2 ). Inside each camera head 38 the line sensors are staggered one behind the other so that the in 1 shown directions 50 with the defined distances as well as the in 2 schematically illustrated visual subjects 54 result. To increase the light intensity, so-called TDI line sensors are preferably used.

Alternativ können die Bildaufnahmeeinheiten 42 bis 48 aber auch als Flächenkameras realisiert sein. In einem Ausführungsbeispiel ist jede Bildaufnahmeeinheit 42 bis 48 eine Flächenkamera mit einer matrixartigen Anordnung von Bildpunkten (nicht dargestellt), wobei von dieser matrixartigen Anordnung jeweils nur einzelne Zeilen oder Spalten ausgelesen werden, so dass die matrixartige Anordnung mit einer gestaffelten Anordnung von Zeilensensoren vergleichbar ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel werden die matrixartigen Anordnungen der Bildpunkte weitgehend flächig ausgelesen, um auf diese Weise einen größeren Ausschnitt auf der Oberfläche 17 des Autos 16 zu erfassen. Vorzugsweise werden Abweichungen der Vorschubbewegung von der idealen Vorschubbewegung anhand der Kamerabilder rechnerisch kompensiert. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn an dem Transportwagen 20 Markierungen (hier nicht dargestellt) angeordnet sind, mit deren Hilfe Abweichungen von der idealen Vorschubbewegung detektiert werden können.Alternatively, the image acquisition units 42 to 48 but also be realized as surface cameras. In one embodiment, each image capture unit is 42 to 48 a surface camera with a matrix-like arrangement of pixels (not shown), wherein only single rows or columns are read from this matrix-like arrangement, so that the matrix-like arrangement is comparable to a staggered array of line sensors. In another embodiment, the matrix-like arrangements of the pixels are read out substantially flat, in order in this way a larger section on the surface 17 of the car 16 capture. Preferably, deviations of the feed movement from the ideal feed movement are computationally compensated on the basis of the camera images. For this purpose, it is advantageous if on the trolley 20 Markers (not shown here) are arranged, with the aid of which deviations from the ideal feed motion can be detected.

In einem weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Bildaufnahmeeinheiten an Haltern angeordnet, die fest mit dem Transportwagen 20 gekoppelt sind. In diesem Fall werden die Bildaufnahmeeinheiten zusammen mit dem Auto 16 relativ zu dem Muster 26, 28 bewegt.In a further, not shown embodiment, a plurality of image pickup units are arranged on holders that are fixed to the trolley 20 are coupled. In this case, the image capture units will be together with the car 16 relative to the pattern 26 . 28 emotional.

Mit der Bezugsziffer 60 ist eine Auswerte- und Steuereinheit bezeichnet, die einerseits dazu ausgebildet ist, die Vorschubbewegung 18 des Autos 16 zu steuern. In bevorzugten Ausführungsbeispielen wird das Auto 16 kontinuierlich durch den Tunnel 12 bewegt. In anderen Ausführungsbeispielen erfolgt der Vorschub schrittweise, wobei nach jeweils einem Vorschubschritt eine Bildaufnahme mit den Bildaufnahmeeinheiten 42 bis 48 erfolgt.With the reference number 60 is called an evaluation and control unit, which is formed on the one hand, the feed motion 18 of the car 16 to control. In preferred embodiments, the car 16 continuously through the tunnel 12 emotional. In other embodiments, the feed takes place stepwise, wherein after each feed step, an image recording with the image recording units 42 to 48 he follows.

3 zeigt die Oberfläche 17 an insgesamt vier verschiedenen Positionen P0, P1, P2, P3. Außerdem sind die vier Bildaufnahmeeinheiten 42 bis 48 eines der Kameraköpfe 38, 40 dargestellt. Mit der Bezugsziffer 62 ist der relative Abstand von einer Bildaufnahmeeinheit 42 zur nächsten Bildaufnahmeeinheit 44 bezeichnet, wobei der Abstand parallel zur Vorschubrichtung 18 der Oberfläche 17 bemessen ist. Mit der Bezugsziffer 64 sind die Distanzen bezeichnet, über die die Oberfläche 17 von einer Position Po zur nächsten Position P1 usw. verschoben wird. Mit der Bezugsziffer 66 ist ein Musterbild bezeichnet, d. h. ein Abbild des Streifenmusters 26 oder 28, das von der Oberfläche 17 reflektiert wird oder anderweitig auf der Oberfläche 17 detektiert werden kann. Bezugsziffer 66' zeigt das Musterbild 66 auf der Oberfläche 17' nach einem Vorschub um die Distanz 64. 3 shows the surface 17 at a total of four different positions P 0 , P 1 , P 2 , P 3 . In addition, the four image acquisition units 42 to 48 one of the camera heads 38 . 40 shown. With the Be zugsziffer 62 is the relative distance from an image capture unit 42 to the next image acquisition unit 44 designated, wherein the distance parallel to the feed direction 18 the surface 17 is measured. With the reference number 64 are the distances over which the surface is referred 17 is moved from a position Po to the next position P 1 and so on. With the reference number 66 is a pattern image called, ie an image of the stripe pattern 26 or 28 that from the surface 17 is reflected or otherwise on the surface 17 can be detected. numeral 66 ' shows the sample picture 66 on the surface 17 ' after a feed by the distance 64 ,

Wie in 3 zu erkennen ist, wird ein Oberflächenpunkt 68 mit der Bildaufnahmeeinheit 42 an der Position P0 der Oberfläche 17 aufgenommen. Es sei angenommen, dass zum Zeitpunkt der Bildaufnahme ein dunkler Streifenbereich auf den Oberflächenpunkt 68 fällt, was in 3 anhand der Blickrichtung der Bildaufnahmeeinheit 42 in Bezug auf das Musterbild 66 dargestellt ist.As in 3 it becomes recognizable, becomes a surface point 68 with the image acquisition unit 42 at the position P 0 of the surface 17 added. It is assumed that at the time of image pickup, a dark stripe area is incident on the surface point 68 falls, what in 3 based on the viewing direction of the image acquisition unit 42 in terms of the pattern image 66 is shown.

Aufgrund der gewählten Abstände 62 und Distanzen 64 wird derselbe Oberflächenpunkt 68 unter gleichen optischen Bedingungen wie zuvor mit der Bildaufnahmeeinheit 44 aufgenommen. Allerdings fällt zu diesem Zeitpunkt ein anderer Teil des Musters 26 auf den Oberflächenpunkt 68, was bei der Bezugsziffer 66' dargestellt ist. Ursache für die Veränderung des Musterbildes ist die relative Bewegung der Oberfläche 17 in Bezug auf das Muster 26.Due to the selected distances 62 and distances 64 becomes the same surface point 68 under the same optical conditions as before with the image acquisition unit 44 added. However, at this time, another part of the pattern falls 26 on the surface point 68 , what with the reference number 66 ' is shown. The reason for the change of the pattern image is the relative movement of the surface 17 in terms of the pattern 26 ,

Wie anhand der Darstellung in 3 nachzuvollziehen ist, wird derselbe Oberflächenpunkt 68 anschließend auch mit den weiteren Bildaufnahmeeinheiten 46, 68 aufgenommen. Durch die räumliche Verschiebung des Autos 16 relativ zu dem Muster 26, 28 entsteht an jedem Oberflächenpunkt ein zeitlicher Intensitätsverlauf, der die relative Position des Oberflächenpunktes in Bezug auf den räumlichen Intensitätsverlauf 34 widerspiegelt. Mit den vier Bildaufnahmeeinheiten 42, 44, 46, 48 erhält man zu jedem Oberflächenpunkt vier Primärbilder, die Momentanbilder des zeitlichen Intensitätsverlaufs darstellen.As shown by the illustration in 3 is the same surface point 68 subsequently also with the other image recording units 46 . 68 added. Due to the spatial displacement of the car 16 relative to the pattern 26 . 28 At each surface point, a temporal intensity profile arises, which determines the relative position of the surface point with respect to the spatial intensity profile 34 reflects. With the four image recording units 42 . 44 . 46 . 48 For each surface point, four primary images are obtained which represent instantaneous images of the temporal intensity profile.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Auswertung der Primärbilder ist in 4 vereinfacht dargestellt. In Schritt 78 wird zunächst die Anfangsposition x der Oberfläche entlang der Vorschubrichtung 18 eingelesen. Dies kann in bekannter Weise mit Hilfe von Positionsgebern erfolgen, die entlang der Tunnelachse 15 angeordnet sind. Anschließend wird im Schritt 80 eine Zählvariable n auf Null gesetzt. Im nächsten Schritt 82 wird die Zählvariable um 1 inkrementiert. Anschließend werden im Schritt 84 Primärbilder #1.n/#2.n/#3.n/#4.n mit den vier Bildaufnahmeeinheiten 42 bis 48 aufgenommen. Bild #1.n bezeichnet dabei das Bild, das mit der ersten Bildaufnahmeeinheit im Iterationsschritt n aufgenommen wurde, Bild #2.n das Bild der zweiten Bildaufnahmeeinheit etc.A preferred embodiment for evaluating the primary images is in 4 shown in simplified form. In step 78 First, the initial position x of the surface along the feed direction 18 read. This can be done in a known manner with the aid of position sensors, along the tunnel axis 15 are arranged. Subsequently, in step 80 a count variable n is set to zero. In the next step 82 the count variable is incremented by 1. Subsequently, in the step 84 Primary pictures # 1.n / # 2.n / # 3.n / # 4.n with the four image recording units 42 to 48 added. Image # 1.n designates the image that was taken with the first image acquisition unit in the iteration step n, image # 2.n the image of the second image capture unit, etc.

Im nächsten Schritt 86 wird die Oberfläche um die Distanz 64 vorgeschoben (Position Pi in 3). Anschließend erfolgt im Schritt 88 eine Abfrage, ob genügend Iterationsschritte durchgeführt wurden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird geprüft, ob der Iterationszähler n = 4s ist, wobei s im einfachsten Fall = 1 ist. Wenn die Überprüfung im Schritt 88 ergibt, dass noch nicht genügend Iterationsschritte durchlaufen wurden, kehrt das Verfahren gemäß Schleife 90 zum Schritt 82 zurück, und es werden weitere Bilder mit den vier Kameras aufgenommen.In the next step 86 the surface becomes the distance 64 advanced (position P i in 3 ). Subsequently, in the step 88 a query as to whether enough iteration steps have been performed. In the present embodiment, it is checked whether the iteration counter n = 4s, where s in the simplest case = 1. If the review in step 88 shows that not enough iteration steps have been completed, the process returns in a loop 90 to the step 82 back, and more pictures are taken with the four cameras.

Nachdem alle Schleifendurchläufe 90 absolviert sind (im einfachsten Fall vier Schleifendurchläufe), stehen genügend Bilder #1.1, #2.2, #3.3, #4.4 zur Verfügung, um Sekundärbilder mit orthogonalen Informationen von der Oberfläche zu erzeugen.After all loop passes 90 are completed (in the simplest case four loop iterations), sufficient images # 1.1, # 2.2, # 3.3, # 4.4 are available to produce secondary images with orthogonal information from the surface.

Gemäß Schritt 92 wird zunächst ein so genanntes Grauwertbild Iavg(x, y) erzeugt, indem lokale Mittelwerte aus den Intensitätswerten der aufgenommenen Primärbilder für jeden Oberflächenpunkt x, y bestimmt werden. Mit anderen Worten wird das Grauwertbild nach folgender Formel berechnet: Iavg(x, y) = ¼(I1 + I2 + I3 + I4),wobei Iavg (x, y) den lokalen Mittelwert an der Position x, y bezeichnet, und wobei I1, I2, I3, I4 die Intensitätswerte der vier Primärbilder an den Oberflächenpunkten x, y bezeichnen.According to step 92 First, a so-called gray- scale image I avg (x, y) is generated by determining local average values from the intensity values of the recorded primary images for each surface point x, y. In other words, the gray value image is calculated according to the following formula: I avg (x, y) = ¼ (I 1 + I 2 + I 3 + I 4 ) where I avg (x, y) denotes the local mean at the position x, y, and where I 1 , I 2 , I 3 , I 4 denote the intensity values of the four primary images at the surface points x, y.

Gemäß Schritt 94 wird ferner eine lokale Amplitude m(x, y) des zeitlichen Intensitätsverlaufs bestimmt, der sich aufgrund der relativen Verschiebung des Musters in Bezug auf die Oberfläche an den Oberflächenpunkten x, y ergibt. Dieses Sekundärbild wird auch als Modulations- oder Kontrastbild bezeichnet Es repräsentiert den Glanzgrad der einzelnen Oberflächenpunkte, da dieses Sekundärbild stark auf die unterschiedlichen Streueigenschaften der Oberfläche reagiert. Die lokale Amplitude berechnet sich hier nach folgender Formel:

Figure 00190001
According to step 94 Furthermore, a local amplitude m (x, y) of the temporal intensity profile is determined, which results from the relative displacement of the pattern with respect to the surface at the surface points x, y. This secondary image is also referred to as a modulation or contrast image. It represents the degree of gloss of the individual surface points, since this secondary image reacts strongly to the different scattering properties of the surface. The local amplitude is calculated here according to the following formula:
Figure 00190001

Gemäß Schritt 96 wird ferner eine lokale Phasenlage φ(x, y) des zeitlichen Intensitätsverlaufs relativ zu der Phasenlage des räumlichen Intensitätsverlaufs 34 bestimmt. Die lokale Phasenlage lässt sich mit folgender Formel bestimmen: φ(x, y) = atan2[–(I2 – I4), (I1 – I3)]mit

Figure 00190002
According to step 96 Furthermore, a local phase position φ (x, y) of the temporal intensity profile relative to the phase position of the spatial intensity profile is determined 34 certainly. The local phase position can be determined with the following formula: φ (x, y) = atan2 [- (I 2 - I 4 ), (I. 1 - I 3 )] With
Figure 00190002

Alle drei Formeln lassen sich aus der allgemeinen Formel Ik(x, y) = Iavg(x, y){1 + m(x, y)cos[φ(x, y) + ψk]} für den Fall bestimmen, dass für jeden Oberflächenpunkt vier Intensitätswerte zur Verfügung stehen, die jeweils nach einer Verschiebung des räumlichen sinusförmigen Intensitätsverlaufs um 90° aufgenommen wurden. Generell genügt es, wenn zumindest drei Intensitätswerte zur Verfügung stehen.All three formulas can be derived from the general formula I k (x, y) = I avg (x, y) {1 + m (x, y) cos [φ (x, y) + ψ k ]} determine for the case that four intensity values are available for each surface point, which were respectively recorded after a shift of the spatial sinusoidal intensity curve by 90 °. In general, it is sufficient if at least three intensity values are available.

Gemäß Schritt 98 werden anschließend Oberflächendefekte in jedem Sekundärbild bestimmt. Dies kann beispielsweise durch Auffinden von Stellen mit abrupten Änderungen in den jeweiligen Sekundärbildern geschehen. Gemäß Schritt 100 werden die Oberflächendefekte anschließend anhand der orthogonalen Informationen aus den Sekundärbildern klassifiziert. Anschließend wird gemäß Schritt 102 ein Ausgangssignal erzeugt, das in bevorzugten Ausführungsbeispielen die Art, Anzahl und/oder Lage von Oberflächendefekten, wie etwa Beulen, Kratzer, Farbmarkierungen, Fingerabdrücke, Rauigkeiten und anderes anzeigt.According to step 98 Subsequently, surface defects in each secondary image are determined. This can be done, for example, by finding places with abrupt changes in the respective secondary images. According to step 100 The surface defects are then classified based on the orthogonal information from the secondary images. Then, according to step 102 produces an output indicative of the type, number and / or location of surface defects such as dents, scratches, color marks, fingerprints, roughness, and others in preferred embodiments.

Beispielsweise verändern Fingerabdrücke oder mikrofeine Staubpartikel in erster Linie den Glanzgrad. Sie sind in den anderen Sekundärbildern daher nicht oder zumindest kaum sichtbar. Dadurch können mikrofeine Schmutzpartikel von Fehlern in der Topografie der Oberfläche unterschieden werden. Kleine Kratzer, Staubeinschlüsse oder andere Lackierfehler, die eine dimensionelle Änderung der Oberfläche bewirken, sind sowohl im Modulationsbild als auch im Phasenbild sichtbar. Im Grauwertbild sind diese in der Regel nicht sichtbar.For example change fingerprints or microfine dust particles primarily the gloss level. They are in the other secondary images therefore not or at least barely visible. This can be microfine Dirt particles from defects in the topography of the surface be differentiated. Small scratches, dust inclusions or other paint defects, which is a dimensional change cause the surface are both in the modulation image as also visible in the phase image. In the gray scale image these are usually not visible.

Farbunterschiede, die beispielsweise auch die Folge einer Beschriftung sein können, sind im Grauwertbild sichtbar, üblicherweise jedoch nicht im Modulations- oder Phasenbild. Dementsprechend ermöglicht eine Verknüpfung der orthogonalen Informationen aus den verschiedenen Sekundärbildern eine Klassifizierung verschiedener Oberflächendefekte.Color differences, which can also be the result of a label, for example, are visible in the gray value image, but usually not in the modulation or phase image. Accordingly allows a linkage of the orthogonal information from the different secondary images a classification of different Surface defects.

5a) zeigt ein Beispiel für ein Grauwertbild Iavg(x, y), das in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt wurde. Dieses Grauwertbild zeigt die von der lokalen Oberflächenneigung der einzelnen Oberflächenpunkte unabhängige mittlere Intensitätsverteilung einer Lackoberfläche. Die Lackoberfläche ist gleichmäßig grau zu erkennen. Im linken Bildbereich ist jedoch ein „heller" Farbstrich 104 zu erkennen. Auf der Oberfläche lag zudem ein heller Markierungsstreifen 106 mit einer dunklen, allerdings nur schwachen Beschriftung. Aufgrund der gleichmäßigen Ausleuchtung entspricht das Grauwertbild der Reflektanz Oberflächenpunkte, wie man anhand des hellen Strichs 104 und des hellen Markierungsstreifens 106 im Vergleich zu der dunkleren Lackoberfläche gut erkennen kann. Eine Abhängigkeit vom Glanzgrad besteht dabei nicht. 5a ) shows an example of a gray value image I avg (x, y) that was generated in a preferred embodiment. This gray value image shows the average intensity distribution of a paint surface independent of the local surface slope of the individual surface dots. The paint surface is evenly gray. However, in the left image area is a "lighter" color stroke 104 to recognize. On the surface was also a bright marker strip 106 with a dark, but only weak lettering. Due to the uniform illumination, the gray value image of the reflectance corresponds to surface points, as indicated by the light stroke 104 and bright marker strip 106 can clearly see in comparison to the darker paint surface. A dependence on the gloss does not exist.

5b) zeigt ein Sekundärbild mit den lokalen Amplituden des zeitlichen Intensitätsverlaufs. Der Farbstrich 104 und der Markierungsstreifen 106 sind relativ matt, während die Lackoberfläche im linken Bildbereich stark glänzt. Im rechten Bildbereich sind starke Streuungen auf der Lackoberfläche zu erkennen, was hier auf Fingerabdrücke zurückzuführen war. 5b ) shows a secondary image with the local amplitudes of the temporal intensity profile. The color stroke 104 and the marker strip 106 are relatively dull, while the paint surface in the left image area shines heavily. In the right part of the picture, there are strong scatters on the paint surface, which was due to fingerprints.

5c) zeigt ein Phasenbild der Oberfläche mit den lokalen Phasenlagen. Die Phasenlagen repräsentieren die lokale Oberflächenneigung, so dass dieses Sekundärbild eine Information über die Topografie des betrachteten Gegenstandes enthält. Das Phasenbild ist unabhängig vom Glanzgrad und unabhängig vom Grauwertbild, solange diese Werte eine Minimalschwelle übersteigen. In bevorzugten Ausführungsbeispielen wird durch Integrieren außerdem noch ein Höhenbild mit den lokalen Höhen der einzelnen Oberflächenpunkte relativ zu einer Bezugsebene gebildet (hier nicht dargestellt). In weiteren Ausführungsbeispielen wird durch Differenzieren des Phasenbildes die Krümmung der Oberfläche im Bereich der einzelnen Oberflächenpunkte bestimmt. 5c ) shows a phase image of the surface with the local phase positions. The phase angles represent the local surface tilt, so that this secondary image contains information about the topography of the object under consideration. The phase image is independent of the gloss level and independent of the grayscale image as long as these values exceed a minimum threshold. In preferred exemplary embodiments, integration also additionally forms a height image with the local heights of the individual surface points relative to a reference plane (not shown here). In further embodiments, the curvature of the surface in the region of the individual surface points is determined by differentiating the phase image.

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Claims (12)

Verfahren zum optischen Inspizieren eines Gegenstandes (16), der eine Oberfläche (17) mit einer Vielzahl von Oberflächenpunkten besitzt, mit den Schritten: – Bereitstellen eines Musters (26, 28) mit einer Anzahl von helleren (30, 32) und dunkleren Streifen (31, 33), die einen sich zumindest weitgehend kontinuierlich ändernden, räumlichen Intensitätsverlauf (34) mit einer Amplitude (35) und einer räumlichen Periode (36) bilden, – Positionieren des Gegenstandes (16) mit der Oberfläche (17) relativ zu dem Muster (26, 28) derart, dass der räumliche Intensitätsverlauf (34) auf die Oberfläche (17) fällt, – Aufnehmen (84) einer Bilderserie mit zumindest drei Primärbildern (66, 66'), wobei jedes Primärbild die Oberfläche (17) mit dem räumlichen Intensitätsverlauf (34) zeigt, und wobei der räumliche Intensitätsverlauf (34) in jedem der zumindest drei Primarbilder (66, 66') eine andere Position relativ zu der Oberfläche (17) besitzt, und – Bestimmen (98) von Eigenschaften der Oberfläche (17) an den Oberflächenpunkten in Abhängigkeit von den zumindest drei Primärbildern (66, 66'), dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest drei Primärbilder (66, 66') die Oberflächenpunkte unter gleichen optischen Bedingungen zeigen, und dass aus den zumindest drei Primärbildern (66, 66') rechnerisch zumindest zwei Sekundärbilder erzeugt (94–98) werden, wobei die zumindest zwei Sekundärbilder voneinander verschieden sind und jedes für eine der drei folgenden Eigenschaften repräsentativ ist: lokale Oberflächenneigung der zu inspizieren den Oberflächenpunkte, lokale Reflektanz der zu inspizierenden Oberflächenpunkte, lokaler Glanzgrad der zu inspizierenden Oberflächenpunkte.Method for optically inspecting an object ( 16 ), which has a surface ( 17 ) having a plurality of surface points, comprising the steps of: - providing a pattern ( 26 . 28 ) with a number of lighter ( 30 . 32 ) and darker stripes ( 31 . 33 ), which have an at least largely continuously changing, spatial intensity course ( 34 ) with an amplitude ( 35 ) and a spatial period ( 36 ), - positioning of the object ( 16 ) with the surface ( 17 ) relative to the pattern ( 26 . 28 ) such that the spatial intensity profile ( 34 ) on the surface ( 17 ), - recording ( 84 ) of a series of images with at least three primary images ( 66 . 66 ' ), each primary image representing the surface ( 17 ) with the spatial intensity course ( 34 ), and wherein the spatial intensity profile ( 34 ) in each of the at least three primary images ( 66 . 66 ' ) another position relative to the surface ( 17 ), and - determining ( 98 ) of surface properties ( 17 ) at the surface points as a function of the at least three primary images ( 66 . 66 ' ), characterized in that the at least three primary images ( 66 . 66 ' ) show the surface points under the same optical conditions, and that from the at least three primary images ( 66 . 66 ' ) mathematically generates at least two secondary images ( 94 - 98 ), wherein the at least two secondary images are different from one another and each is representative of one of the following three properties: local surface tilt of the surface points to be inspected, local reflectance of the surface points to be inspected, local gloss level of the surface points to be inspected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus den zumindest drei Primärbildern (66, 66') drei Sekundärbilder erzeugt (94–98) werden, von denen jedes für genau eine der drei Eigenschaften repräsentativ ist.Method according to claim 1, characterized in that from the at least three primary images ( 66 . 66 ' ) generates three secondary images ( 94 - 98 ), each of which is representative of exactly one of the three properties. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich an jedem der zu inspizierenden Oberflächenpunkte ein zeitlicher Intensitätsverlauf bildet, wobei die Sekundärbilder erzeugt (94–98) werden, indem lokale Intensitätswerte des zeitlichen Intensitätsverlaufs auf zumindest zwei verschiedene Arten kombiniert werden.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a temporal intensity profile is formed at each of the surface points to be inspected, the secondary images being generated ( 94 - 98 ) by combining local intensity values of the temporal intensity profile in at least two different ways. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Sekundärbild erzeugt (94) wird, indem zu jedem der zu inspizierenden Oberflächenpunkte ein lokaler Mittelwert aus den lokalen Intensitätswerten bestimmt wird.Method according to claim 3, characterized in that a first secondary image is generated ( 94 ) is determined by determining a local average from the local intensity values for each of the surface points to be inspected. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Sekundärbild erzeugt (96) wird, indem anhand der lokalen Intensitätswerte ein lokaler Amplitudenwert des zeitlichen Intensitätsverlaufs bestimmt wird.Method according to claim 3 or 4, characterized in that a second secondary image is generated ( 96 ) is determined by a local amplitude value of the temporal intensity profile based on the local intensity values. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Sekundärbild erzeugt (98) wird, indem anhand der lokalen Intensitätswerte ein lokaler Phasenwert bestimmt wird, der die lokale Phasenlage des zeitlichen Intensitätsverlaufs relativ zu dem räumlichen Intensitätsverlauf (34) charakterisiert.Method according to one of claims 3 to 5, characterized in that a third secondary image is generated ( 98 ) is determined by using the local intensity values to determine a local phase value which determines the local phase position of the temporal intensity profile relative to the spatial intensity profile ( 34 Characterized. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zu jedem der zu inspizierenden Oberflächenpunkte zumindest vier Primarbilder aufgenommen werden, wobei jedes Sekundärbild aus genau vier Primarbildern erzeugt wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that to each of the surface points to be inspected at least four primary images are taken, each secondary image is generated from exactly four primary images. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der räumliche Intensitätsverlauf (34) räumlich stationär gehalten wird, wobei der Gegenstand (16) mit der Oberfläche (17) relativ zu dem räumlichen Intensitätsverlauf (34) verschoben wird, um die Bilderserie aufzunehmen.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the spatial intensity profile ( 34 ) is kept stationary in space, the object ( 16 ) with the surface ( 17 ) relative to the spatial intensity profile ( 34 ) is moved to record the image series. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest drei Primärbilder mit gleicher Blickrichtung (50) und gleicher Fokuseinstellung relativ zu den zu inspizierenden Oberflächenpunkten aufgenommen werden.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the at least three primary images with the same direction ( 50 ) and the same focus adjustment relative to the surface points to be inspected. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften der Oberfläche in Abhängigkeit von den Sekundärbildern automatisch klassifiziert (100) werden, wobei ein Ausgangssignal erzeugt (102) wird, das für die Klassifikation repräsentativ ist.Method according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the properties of the surface are automatically classified as a function of the secondary images ( 100 ), whereby an output signal is generated ( 102 ), which is representative of the classification. Vorrichtung zum optischen Inspizieren eines Gegenstandes (16), der eine Oberfläche (17) mit einer Vielzahl von Oberflächenpunkten besitzt, mit – einem Muster (26, 28) mit einer Anzahl von helleren (30, 32) und dunkleren Streifen (31, 33), die einen sich zumindest weitgehend kontinuierlich ändernden, räumlichen Intensitätsverlauf (34) mit einer Amplitude (35) und einer räumlichen Periode (36) bilden, – einer Aufnahme (20) zum Positionieren des Gegenstandes mit der Oberfläche (17) relativ zu dem Muster (26, 28) derart, dass der räumliche Intensitätsverlauf (34) auf die Oberfläche (17) fällt, – zumindest einer Bildaufnahmeeinheit (38, 40) zum Aufnehmen einer Bilderserie mit zumindest drei Primärbildern (66, 66'), – einer Steuereinheit (60), die dazu ausgebildet ist, das Aufnehmen der Primärbilder (66, 66') zu steuern, wobei jedes Primärbild (66, 66') die Oberfläche (17) mit dem räumlichen Intensitätsverlauf (34) zeigt, und wobei der räumliche Intensitätsverlauf (34) in jedem der zumindest drei Primärbilder (66, 66') eine andere Position relativ zu der Oberfläche (17) besitzt, und – einer Auswerteeinheit (60) zum Bestimmen von Eigenschaften der Oberfläche (17) an den Oberflächenpunkten in Abhängigkeit von den zumindest drei Primarbildern (66, 66'), dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Bildaufnahmeeinheit (38, 40) und die Steuereinheit (60) dazu ausgebildet sind, die zumindest drei Primärbilder unter gleichen optischen Bedingungen aufzunehmen, und dass die Auswerteeinheit (60) dazu ausgebildet ist, aus den zumindest drei Primärbildern rechnerisch zumindest zwei Sekundärbilder zu erzeugen (94–98), wobei die zumindest zwei Sekundärbilder voneinander verschieden sind und jedes für eine der drei folgenden Eigenschaften repräsentativ ist: lokale Oberflächenneigung der zu inspizierenden Oberflächenpunkte, lokale Reflektanz der zu inspizierenden Oberflächenpunkte, lokaler Glanzgrad der zu inspizierenden Oberflächenpunkte.Device for optically inspecting an object ( 16 ), which has a surface ( 17 ) with a plurality of surface points, with - a pattern ( 26 . 28 ) with a number of lighter ( 30 . 32 ) and darker stripes ( 31 . 33 ), which have an at least largely continuously changing, spatial intensity course ( 34 ) with an amplitude ( 35 ) and a spatial period ( 36 ), - a recording ( 20 ) for positioning the article with the surface ( 17 ) relative to the pattern ( 26 . 28 ) such that the spatial intensity profile ( 34 ) on the surface ( 17 ), - at least one image acquisition unit ( 38 . 40 ) for capturing a series of images having at least three primary images ( 66 . 66 ' ), - a control unit ( 60 ) adapted to capture the primary images ( 66 . 66 ' ), each primary image ( 66 . 66 ' ) the surface ( 17 ) with the spatial intensity course ( 34 ), and wherein the spatial intensity profile ( 34 ) in each of the at least three primary images ( 66 . 66 ' ) another Position relative to the surface ( 17 ), and - an evaluation unit ( 60 ) for determining properties of the surface ( 17 ) at the surface points as a function of the at least three primary images ( 66 . 66 ' ), characterized in that the at least one image acquisition unit ( 38 . 40 ) and the control unit ( 60 ) are adapted to receive the at least three primary images under the same optical conditions, and that the evaluation unit ( 60 ) is designed to generate from the at least three primary images by calculation at least two secondary images ( 94 - 98 ), wherein the at least two secondary images are different from one another and each is representative of one of the following three properties: local surface tilt of the surface points to be inspected, local reflectance of the surface points to be inspected, local gloss level of the surface points to be inspected. Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem Datenträger gespeichert ist und der dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.Computer program with program code on one Disk is stored and is designed to to carry out a method according to one of claims 1 to 10, when the program code is run on a computer.
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