(57)【要約】      （修正有）【課題】光線三角測量装置により計測対象物の輪郭を正確に検知するには、光線の正しい位置を明確に識別することが必要であり、直接反射の影響を軽減できるようにする光線三角測量装置を提供する。【解決手段】計測対象物を収容するための計測空間と前記計測空間内へと及び／又は前記計測対象物上へと光線を投光するように適合されている投光機と、前記計測空間内で前記光線を検知するための撮像装置であって、複数の列内及び行内に配置される撮像画素を含む撮像装置とを備えた光線三角測量装置において、前記撮像装置が偏光フィルタ３４ａ〜ｄの同一のセット３６を多数含み、偏光フィルタの各セットが、偏光方向の異なる少なくとも２つの偏光フィルタを含み、各々の偏光フィルタが前記列のうちの１つを覆うことを特徴とする。【選択図】図２
2020148773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線三角測量装置（１０）であって、
‐計測対象物（１４）を収容するための計測空間（１２）と、
‐前記計測空間（１２）内へと及び／又は前記計測対象物（１４）上へと光線（１８）を投光するように適合されている投光機（１６）と、
‐前記計測空間（１２）内で前記光線（１８）を検知するための撮像装置（２０）であって、複数の列（Ｃ）内及び行（Ｒ）内に配置される撮像画素（３２）を含む撮像装置と
を備えた光線三角測量装置において、
前記撮像装置（２０）が、偏光フィルタ（３４）の同一のセット（３６）を多数含み、
偏光フィルタ（３４）の各セット（３６）が、偏光方向の異なる少なくとも２つの偏光フィルタ（３４）を含み、
各々の偏光フィルタ（３４）が、前記列（Ｃ）のうちの１つを覆うこと、
を特徴とする光線三角測量装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光線三角測量装置（１０）であって、偏光フィルタ（３４）の各セット（３６）が、異なる偏光方向を有するちょうど４つの偏光フィルタ（３４）を含む、光線三角測量装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光線三角測量装置（１０）であって、
前記偏光フィルタ（３４）が、線形の偏光を有し、
隣り合う列（Ｃ）を覆う少なくとも２つの偏光フィルタ（３４）の偏光方向が、４５°の角度だけ相違する、
光線三角測量装置。
【請求項４】
請求項１〜３の少なくとも１項に記載の光線三角測量装置（１０）であって、
評価ユニット（２４）を更に含み、
前記評価ユニット（２４）が、前記光線（１６）の位置を検知するために、異なる列（Ｃ）の少なくとも２つの、好ましくは４つの画素（３２）の画素値同士を組み合わせるように適合されている、
光線三角測量装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光線三角測量装置（１０）であって、前記評価ユニット（２４）が、偏光方向において９０°の差異を有する２つの異なる偏光フィルタ（３４）により覆われる異なる画素（３２）の画素値同士を減算するように適合されている、光線三角測量装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光線三角測量装置（１０）であって、前記評価ユニット（２４）が、前記撮像装置の前記画素上を段階的に移動させられる移動ウィンドウ内で前記減算を実施するように適合されている、光線三角測量装置。
【請求項７】
請求項１〜６の少なくとも１項に記載の光線三角測量装置（１０）であって、前記計測対象物（１４）を前記光線（１８）に対して計測方向（Ｍ）において移動させるように適合されている搬送機構（１２）を更に含む、光線三角測量装置。
【請求項８】
請求項１〜７の少なくとも１項に記載の光線三角測量装置（１０）であって、
前記撮像装置（２０）上に入射する前記光線（１８）からの光が、計測対象物（１４）が存在しない場合には前記撮像画素（３２）上に真っ直ぐな画像線を形成し、
前記画像線が、前記列（Ｃ）により規定される方向に対して垂直である、
光線三角測量装置。
【請求項９】
請求項１〜８の少なくとも１項に記載の光線三角測量装置（１０）であって、
前記投光機（１６）が、前記光線（１８）を投光するレーザ光源を含み、
前記光線（１８）が、好ましくは一様な偏光により形成される、
光線三角測量装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の少なくとも１項に記載の光線三角測量装置（１０）であって、前記偏光フィルタ（３４）のうちの少なくとも幾つかが、前記撮像画素（３２）上へと直接結合される、光線三角測量装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の少なくとも１項に記載の光線三角測量装置（１０）であって、前記評価ユニット（２４）が、前記計測対象物（１４）の異なる部分の高さを、前記光線の変形に基づき判定するように適合されている、光線三角測量装置。
【請求項１２】
光線三角測量を使用して計測対象物（１４）の異なる部分の高さを検知する方法であって、
‐計測空間（１２）内へと及び／又は計測対象物（１４）上へと光線（１８）を投光するステップと、
‐前記光線（１８）を撮像装置（２０）により検知するステップであって、
前記撮像装置（２０）が、偏光フィルタ（３４）の同一のセット（３６）を多数含み、
偏光フィルタ（３４）の各セット（３６）が、偏光方向の異なる少なくとも２つの偏光フィルタ（３４）を含む、
ステップと、
‐前記計測対象物（１４）の異なる部分の高さを、前記光線（１８）の変形に基づき及び偏光情報に基づき検知するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測対象物を収容するための計測空間と、計測空間上へと及び／又は計測対象物上へと光線を投光するように適合されている投光機とを有する光線三角測量装置に関する。本装置は、更に計測空間内で光線を検知するための撮像装置であって、複数の列内及び行内に配置される撮像画素を含む撮像装置を含む。
【背景技術】
【０００２】
このような光線三角測量装置は、計測対象物の輪郭を非接触式に判定するために使用される。計測対象物の輪郭を判定するために、投光機が計測対象物上へと好ましくは真っ直ぐな光線を投光する。計測対象物は投光機からの光を反射し、計測対象物により反射された光は撮像装置により検知される。撮像装置は投光機から遠く離れたところに配置され、これによって、投光機、計測空間、及び／又は計測対象物と撮像装置とにより、好ましくは９０°を下回る角度が形成される。前記角度に起因して、三角測量に基づき計測対象物の輪郭を判定することが可能である。
【０００３】
従って、光線三角測量装置により計測対象物の輪郭を非接触式に判定することが可能になる。このような装置は、光切断装置又はレーザ線三角測量装置としても知られている。
【０００４】
計測対象物の輪郭を正確に検知するには、光線の正しい位置を明確に識別することが必要である。ところが光線の直接反射が、撮像装置の画素を局所的に飽和させ又は撮像装置の間違った場所にて投光され、これによって線分析が不可能ではないにしても困難になることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、直接反射の影響を軽減できるようにする光線三角測量装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の光線三角測量装置により満たされる。
【０００７】
本発明の前記光線三角測量装置は前記撮像装置が偏光フィルタの多数の同一のセットを含み、偏光フィルタの各セットが偏光方向の異なる少なくとも２つの偏光フィルタを含み、各々の偏光フィルタが列のうちの１つを覆うことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、普通検知される乱反射から不用の直接反射（即ち鏡面反射）をそれらの偏光により見分けることができるという洞察に依拠する。
【０００９】
もっとも、前記撮像装置全体に対して例えば唯１つの偏光フィルタを使用することにより結果が使用可能となるのは、前記計測対象物が既知である、従って反射光の偏光が既知である場合のみであろう。本発明は、偏光フィルタの各セット内に前記少なくとも２つの異なる偏光フィルタがあることに起因して、未知の／異なる計測対象物の輪郭を正確に判定することを可能にする。更に各々の偏光フィルタが、前記列のうちの１つを好ましくは完全な列を覆うことにより、前記（完全な）列上では同じ偏光フィルタ特性を有することが可能になる。これによって、不用の直接反射を検知する利益にとって高さ検知の精度（即ち前記計測対象物の輪郭の検知の精度）は犠牲にならない。
【００１０】
前記光線三角測量装置において、好ましくは偏光フィルタの前記セットが反復される。このことは、偏光フィルタの多数のセットが、前記撮像装置の多数の画素列上に配置されることを意味する。
【００１１】
前記撮像装置は矩形の画素アレイを含むことができ、好ましくは、各々の列が各々の偏光フィルタにより覆われる。行に沿って見ると好ましくは、前記偏光フィルタは、各画素の後に交互に現れる。
【００１２】
偏光フィルタにより「覆われる」という用語は、各々の偏光フィルタにより覆われる画素上に入射する前記光が前記各々の偏光フィルタを通過したということであると理解されるべきである。これによって、例えばビーム路内のどこかで前記偏光フィルタの位置が異なることが可能である。
【００１３】
上で言及したように好ましくは、前記光線は直線である。更に前記撮像装置は、前記投光機から遠く離れたところに、特に１０°〜８０°の間の角度において、好ましくは約４５°の角度において配置される。前記撮像装置は、カメラと前記計測空間及び／又は前記計測対象物からの光を前記撮像装置の前記画素上へと集束するレンズとを含むことができる。
【００１４】
前記計測空間内に計測対象物が存在しない場合、好ましくは、前記光線は直線として前記撮像装置の前記画素上へと投光／反射される。その後、前記計測対象物が前記計測空間内に挿入されると、前記計測対象物の高さに起因して、前記撮像装置の前記画素上の前記光線は偏向される。前記計測対象物の特定の場所での前記計測対象物の高さが大きくなると、前記光線の前記画素上での偏向が大きくなる。
【００１５】
好ましくは、本装置は前記光線の偏向を各列の画素（即ち反射光線）を使用して個々に計測するように適合されており、これによって前記計測対象物の複数の高さ計測値が判定される。その際、複数の高さ計測値から前記計測対象物の輪郭を導くことができる。
【００１６】
本明細書、図、及び従属請求項から、本発明の更なる有利な実施形態が明らかになる。
【００１７】
一実施形態によれば、偏光フィルタの各セットは異なる偏光方向を有するちょうど４つの偏光フィルタを含む。従って偏光フィルタの各セットは、偏光フィルタ＃１、偏光フィルタ＃２、偏光フィルタ＃３、及び偏光フィルタ＃４を含むことができる。これらの４つのフィルタを、前記撮像装置の隣接する列上に配置することができる。従って偏光フィルタのこのようなセットが反復される場合には、前記撮像装置の連続した列に、偏光フィルタを以下の順序で、つまり＃１、＃２、＃３、＃４、＃１、＃２、＃３、＃４、＃１、＃２、＃３…で備えつけることができる。
【００１８】
実施形態によれば前記偏光フィルタは線形の偏光（のみ）を有し、隣り合う列を覆う少なくとも２つの偏光フィルタの偏光方向は、４５°の角度だけ相違する。偏光フィルタの前述のセットは、０°、４５°、９０°、及び１３５°である線形の偏光を有することができる。これらの値が偏光フィルタ＃１、＃２、＃３、及び＃４それぞれに対して有効である。前記偏光方向の角度を使用することにより前記光線三角測量装置が、実際の偏光を反射光線に沿った各場所にて十分な精度で判定することが可能になる。
【００１９】
１セット当たり異なる数の偏光フィルタを使用できることも理解されるべきである。例えば、それぞれ０°及び９０°の偏光方向を有する２つだけのフィルタを使用することができよう。別法として、１セット当たりちょうど６つ又は８つのフィルタも使用することができよう。８つで１セットのフィルタであれば、０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°、１１２．５°、１３５°、１５７．５°の偏光方向を活用することができよう。
【００２０】
更なる実施形態によれば、前記光線三角測量装置は評価ユニットを含み、前記光線の位置を検知するために、前記評価ユニットは、異なる列の少なくとも２つの、好ましくは４つの画素の画素値同士を組み合わせるように適合されている。好ましくは、前記評価ユニットは、偏光フィルタのセット内の偏光フィルタごとに、偏光フィルタ当たり少なくとも１つの画素を組み合わせる。更に好ましくは、組み合わせられた画素が、１行の画素内で互いに隣り合うように配置される。画素値は、各々の画素により検知される光強度を表すことができる。画素の組み合わせは、論理的及び／又は数学的組み合わせとすることができる。画素値の組み合わせは、画素値の比較を含むこともできる。換言すれば、異なる列の異なる画素により得られる偏光情報が前記評価ユニットにより使用される。前記偏光情報を用いて、前記評価ユニットを光線の正しい位置を判定するように適合させることができ、直接反射（即ち、鏡面反射）を識別して光線の正しい位置を評価する際に無視することができる。
【００２１】
従って、異なる列の画素の画素値の評価を組み合わせることにより、直接反射により生成される誤った信号を無視することが可能になる。
【００２２】
一実施形態によれば前記評価ユニットは、２つの異なる偏光フィルタにより覆われる異なる画素の画素値同士を減算するように適合されており、好ましくは、前記２つの異なる偏光フィルタは９０°の偏光方向の差異を有する。９０°の偏光方向の差異を有する偏光フィルタにより覆われる画素の画素値同士を減算することにより、ストークスベクトルの成分を判定することができる。前記ストークスベクトルは、４つのエントリ、つまりＳ＝（Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）から成り、Ｓ０は総強度を参照し、Ｓ１及びＳ２は線形の偏光成分（垂直及び水平）を参照し、Ｓ３は円形の偏光成分を参照する。以下の記載において、Ｓ３は更には考慮しない。
【００２３】
次に、前記ストークスベクトルの成分Ｓ０、Ｓ１、及びＳ２の計算を、例示的に記載する。例えば前記Ｓ１成分を計算するには、９０°の偏光方向を有する偏光フィルタにより覆われる画素の強度（以下、Ｉ９０と表す）が、０°の偏光方向を有する偏光フィルタにより覆われる画素の画素値（以下、Ｉ０と表す）から減算される。従って、Ｓ１＝Ｉ０−Ｉ９０である。
【００２４】
これに応じて、４５°の偏光方向を有する偏光フィルタにより覆われる画素の画素値（Ｉ４５）から１３５°の偏光方向により覆われている画素の画素値（Ｉ１３５）を減算することにより、前記ストークスベクトルの前記成分Ｓ２を計算することができる。従って、Ｓ２＝Ｉ４５−Ｉ１３５である。
【００２５】
前記ストークスベクトルの総強度（Ｓ０）は、Ｓ０＝Ｉ０＋Ｉ９０又はＳ０＝Ｉ４５＋Ｉ１３５として計算することができる。
【００２６】
前記評価ユニットは、上述の減算及びＳ０の計算を実施することができる。
【００２７】
Ｓ１及びＳ２の結果値は、対応する結果マップ内に保存及び／又は表示することができる。結果値の位置は、Ｓ１又はＳ２各々の計算のために画素値が使用された画素のうちの１つの位置とすることができる。別法として前記位置は、Ｓ１又はＳ２を計算するために使用される全ての画素の位置の平均値とすることができる。前記結果値は、カラーコード化又はグレースケール-コード化することができ、これによって各々の結果マップ内の異なる場所での異なる偏光挙動を迅速に判定することが可能になる。Ｓ１についての値を含む前記結果マップはＳ１‐マップと表すことができ、Ｓ２についての値を示す前記結果マップはＳ２‐マップと表すことができる。
【００２８】
前記評価ユニットは、Ｓ１及びＳ２の異なる線形の組み合わせについての結果マップを計算するよう適合させることもできる。これによって、前記偏光フィルタの偏光方向を仮想的に回転させることが可能である。
【００２９】
前記Ｓ１‐及び／又はＳ２‐マップを保存及び／又は表示する前に、各偏光方向についての強度マップを保存及び／又は表示することができる。例えば、０°の偏光方向を有する偏光フィルタにより覆われる全ての画素についての強度マップを作り出すことができる（０°‐マップ）。入射光の前記撮像装置上の異なる場所を容易に認識できるようにするために、前記強度マップをカラーコード化することもできる。またカラーコード化により、前記撮像装置により検知される異なる強度レベルを容易に認識することが可能になる。
【００３０】
更なる実施形態によれば、前記評価ユニットは前記撮像装置の画素上を段階的に移動させられる移動ウィンドウ内で前記減算を実施するように適合されている。前記移動ウィンドウは、ウィンドウが一度に１画素前方へ移動するように移動させることができる。前記ウィンドウを移動させた後、上述の計算を再度実施することができ、新たに計算された前記結果値を前記結果マップに包含することができる。前記移動ウィンドウは、１セットの偏光フィルタにより覆われる数と同じ数の画素を含むことができる。例えば、前記移動ウィンドウは、同じ行内に配置される４つの画素を含むことができる。
【００３１】
実施形態によれば、前記計測対象物を前記光線に対して計測方向に機械的に移動させるように適合されている機械的搬送機構が設けられる。換言すれば、前記搬送機構は前記計測対象物を移動させることができ、その結果、前記計測対象物の異なる分割片を、前記光線を介して逐次検知することができる。これによって、前記計測対象物の異なる分割片の輪郭を検知することができ、前記評価ユニットは異なる輪郭をまとめることができ、これによって前記計測対象物の三次元モデルが計算される。
【００３２】
前記計測対象物が前記計測方向に沿って十分な速度で移動させられることを可能にするために、好ましくは少なくとも５０ｋＨｚの線周波数、更に好ましくは少なくとも１００ｋＨｚの線周波数が使用される。換言すれば、前記撮像装置の全ての画素が、少なくとも５０ｋＨｚ又は１００ｋＨｚの周波数でそれぞれ読み出される。好ましくは、前記計測方向は前記光線に対して垂直である。前記計測方向の前記光線に対して垂直なこの配置により、前記計測対象物の輪郭を、前記計測対象物の全ての部分にて段階的に判定することが可能になる。その際、前記評価ユニットは異なる輪郭をまとめ、前記計測対象物の三次元モデルを判定することができる。
【００３３】
前記光線に対して垂直である前記計測方向の配置にも起因して、前記計測対象物の異なる場所での高さを高精度で判定することができる。高さが異なれば、前記反射光線の前記撮像装置の前記列に沿ったシフトは異なることになる。従って、前記撮像装置の光に関する解像度は、前記撮像装置の同じ列内の２つの画素の距離に等しい。対照的に、前記偏光情報を評価するために例えば４つの画素が組み合わせられるため、前記光線に沿った箇所の解像度の一部は犠牲になる。この犠牲は、直接反射に起因した光線の誤って検知された部分を無視できるという利点を有する。
【００３４】
換言すれば、計測対象物が存在しない場合、前記撮像装置上に入射する前記光線からの光は前記撮像画素上に直線を形成することができ、前記撮像装置上の前記反射光線は、前記列により規定される前記方向に対して垂直とすることができる。前で言及したように、前記計測対象物の高さの差異により、前記反射光線の列に沿ったシフトが生じる。従って、前記計測方向と前記列とは「平行」である。
【００３５】
実施形態によれば、前記投光機は前記光線を投光するレーザ光源を含み、好ましくは、前記光線は一様な偏光、即ちレーザ光により形成される。前記光線は、レーザ線と呼ぶこともできる。前記一様な偏光は、偏光状態の前記評価を促進する。例えば、前記計測対象物は金属製である場合に直接反射されると入射光の偏光を維持することができる。これによって、それらの偏光に基づき直接反射を検知することができる。これらの直接反射は、前記レーザ光源により生成されるものとしての光線の偏光と同一とすることができる。
【００３６】
前記計測対象物の材料が異なれば、反射光の偏光が完全に異なり得ることに留意されるべきである。例えば、有機物であれば偏光方向のシフト又は回転を引き起こすことがある。前記反射光の偏光方向は、前記光線が前記計測対象物上へと投光される角度に依存することもある。
【００３７】
実施形態によれば、前記偏光フィルタのうちの少なくとも幾つか又は全てが、前記撮像画素上へと直接結合される。これによって前記撮像装置の作製を簡単にすることができ、これにより生産費用を低くすることができる。
【００３８】
別法として、例えば前記撮像装置のレンズユニット内のビーム路内に、特に前記撮像画素から遠く離れたところに、前記偏光フィルタを配置することができる。
【００３９】
実施形態によれば、前記評価ユニットは、前記計測対象物の異なる部分の高さを、前記光線の変形に基づき判定するように適合されている。上で言及したように、前記光線の変形により前記計測対象物の異なる部分の高さを、三角測量を使用して判定することが可能になる。
【００４０】
本発明は、更に光線三角測量を使用して計測対象物の異なる部分の高さを検知する方法に関する。前記方法は、
‐計測空間内へと及び／又は計測対象物上へと光線を投光するステップと、
‐前記光線を撮像装置により検知するステップであって、
前記撮像装置が、偏光フィルタの同一のセットを多数含み、
偏光フィルタの各セットが、偏光方向の異なる少なくとも２つの偏光フィルタを含む、
ステップと、
‐前記計測対象物の異なる部分の高さを、前記光線の変形に基づき及び偏光情報に基づき検知するステップと
を含む。
【００４１】
前記高さは、前記計測対象物の少なくとも１００個又は２００個の異なる部分について判定することができる。別法として、前記高さは、少なくとも前記撮像装置の列の数を、偏光フィルタの１セット当たりの数で除算して判定することができる。
【００４２】
前記光線三角測量装置に関して本明細書に記載する利点及び好ましい実施形態は、発明的な本方法にとっても有効である。
【００４３】
次に、本発明を、例として図を参照して記載する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】光線三角測量装置の概説図。
【図２】上面図における撮像装置の画像センサ。
【図３】側断面図における画像センサ。
【図４】異なる偏光方向に対して検知される強度。
【図５】ストークスベクトルＳ１の結果マップ。
【図６】ストークスベクトルＳ２の結果マップ。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図１は、コンベヤベルト１２の上方の空間により形成される計測空間を含む光線三角測量装置１０を示す。車１４の形態の計測対象物がコンベヤベルト１２上に設置され、この計測対象物が計測方向Ｍにおいて移動させられる。
【００４６】
レーザ光源（図示せず）を含む投光機１６が、コンベヤベルト１２上へと光線１８を投光する。
【００４７】
光線１８は撮像装置２０により監視される。撮像装置２０はレンズ２２を含み、評価ユニット２４に連結される。
【００４８】
撮像装置２０は投光機１６から遠く離れたところに配置され、光線１８では投光機１６と撮像装置２０との間に凡そ４５°の角度αが形成される。
【００４９】
計測対象物、即ち車１４が計測方向Ｍに沿って移動させられて光線１８に到達すると、光線１８が変形する。その際、光線１８の変形が撮像装置２０により検知される。検知された光線の変形から、車１４の輪郭２６を判定することができる。図１の右側に輪郭２６を示す。車１４が計測方向Ｍに沿って移動すれば、複数の輪郭２６を判定することができる。これらの輪郭２６をまとめて車１４の３Ｄモデル２８を形成することができる。
【００５０】
図２は、撮像装置２０の画像センサ３０を示す。画像センサ３０は、列Ｃ及び行Ｒ内に配置される複数の画素３２（図３）を含む。画像センサ３０上に配置されるのは、画素３２の完全な列Ｃを各々が覆っている偏光フィルタ３４である。
【００５１】
計測対象物が存在しない場合、光線１８は、行Ｒのうちの１つを進むところの従って列Ｃの方向に対して垂直であるところの直線として画像センサ３０上へと投光される。
【００５２】
本事例では、４つの異なる偏光フィルタ３４が使用される。そこでは、第１偏光フィルタ３４ａが０°の偏光方向を有し、第２偏光フィルタ３４ｂが４５°の偏光方向を有し、第３偏光フィルタ３４ｃが９０°の偏光方向を有し、第４偏光フィルタ３４ｄが１３５°の偏光方向を有する。４つの偏光フィルタ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、フィルタセット３６を形成する。画像センサ３０全体にわたって、多数のフィルタセット３６が配置される。これによって上に記載したフィルタセット３６が、何度も反復される。
【００５３】
図３は、画像センサ３０の断面図を示す。図３は、異なる列Ｃのただし同じ行Ｒの多数の画素３２を示す。そこでは異なる偏光フィルタ３４が、画素３２上へと結合される。
【００５４】
図４〜図６は、作動中にもたらされた結果を示す。これらの結果はグレースケールにおいてコード化され、強度値又は計算値が示される。図４〜図６の例では、計測対象物として、Ｖ形溝４６を有する直方体４４が使用された。レーザ光源の偏光は０°に調整された。
【００５５】
Ｖ形溝４６において不用の直接反射が生じることに留意されるべきである。対照的に、直方体４４の残りの形態は、普通、「散乱光」、即ち、所望される乱反射を生成する。またＶ形溝４６は投光機１６からの光を、直方体４４の更なる部分上へと又はＶ形溝４６の更なる部分上へと反射することがあり、その際この反射により、（撮像装置２０の視点から）光線１８の不用の「変位」を生じることがある。しかし本明細書に記載するように、この変位は、偏光方向を使用して検知することができる。
【００５６】
図４は、０°、４５°、９０°、及び１３５°の偏光方向をそれぞれ有する偏光フィルタを用いて覆われる画素の、結果として生じる強度値（即ち画素値）を示す。換言すれば、図４は０°‐マップ、４５°‐マップ、９０°‐マップ、及び１３５°‐マップを示す。例えば、０°の画素強度は主にＶ形溝４６のみを、従って不用の直接反射を示すことを見ることができる。
【００５７】
対照的に９０°偏光フィルタ３４を用いて覆われる画素の強度は、Ｖ形溝４６ならびに直方体４４の形態の両方を示す。
【００５８】
不用の直接反射と所望の乱反射との間を区別できるようにするために、ストークスベクトルＳ１及びＳ２が計算される。そこではＳ１＝Ｉ０−Ｉ９０であり、Ｓ２＝Ｉ４５−Ｉ１３５である。
【００５９】
図５はストークスベクトルＳ１の結果マップ（Ｓ１‐マップ）を示し、図６はストークスベクトルＳ２の結果マップ（Ｓ２‐マップ）を示す。図６では結果として生じる全ての値が正であり＞１５０の範囲内にあるため、Ｖ形溝４６と直方体４４の形態との間の差異が明瞭に判定できないことが明らかである。一方図５に示すＳ１の結果マップは、不用の直接反射４０と所望の乱反射４２とを明瞭に区別する。両者は直接反射４０が約１５０を超える値を含み、乱反射４２が約−１５０を下回る値を含むことから区別することができる。
【００６０】
従って偏光フィルタ３４を使用することにより、所望の乱反射４２から不用の直接反射４０を明瞭に区別することが可能になることを見ることができる。これによって、直方体４４の形態を正確に識別することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０   光線三角測量装置
１２   コンベヤベルト
１４   車
１６   投光機
１８   光線
２０   撮像装置
２２   レンズ
２４   評価ユニット
２６   輪郭
２８   ３Ｄモデル
３０   画像センサ
３２   画素
３４   偏光フィルタ
３６   フィルタセット
３８   結果マップ
４０   直接反射
４２   乱反射
４４   直方体
４６   Ｖ形溝
Ｍ   計測方向
Ｃ   列
Ｒ   行
α   角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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