用于检测图像数据的相机和方法与流程

用于检测图像数据的相机和方法1.本发明涉及根据权利要求1或15的主题的用于检测位于检测区域中的对象的图像数据的相机和方法。2.在工业应用中，相机以多种方式用于自动地检测对象属性，例如用于检查或测量对象。在这方面，记录对象的图像并且根据任务通过图像处理方法来评估图像。相机的另一个应用是读取代码。借助于图像传感器来记录具有位于其上的代码的对象、在图像中识别代码区域并随后对其进行解码。基于相机的读码器也可以容易地处理与一维条形码不同的代码类型，该代码类型如同矩阵码一样也被构造成二维的并且提供更多信息。原理上，打印地址或手写字体的自动文本检测(ocr，opticalcharacterrecognition，光学字符识别)也是代码读取。读码器的典型应用领域是超市收银台、自动包裹识别、邮寄件分类、机场行李处理和其他物流应用。3.常见的检测情况是将相机装配在传送带上方。相机在传送带上的对象流的相对运动期间记录图像，并根据所获得的对象属性开始接下来的处理步骤。这样的处理步骤例如为：在作用于被传送的对象的机器上适应具体对象的进一步处理；或者通过在质量控制范围内将某些对象从对象流中排出(ausschleussen)来改变对象流；或者将对象流分类为多个子对象流。如果相机是基于相机的读码器，则基于附着的代码来识别对象以进行正确的分类或类似的处理步骤。4.通常，相机是复杂的传感器系统的一部分。例如，在传送带上的读取通道中，通常将大量的基于相机的读码器一方面彼此并排地装配以覆盖更大的传送带宽度，另一方面从不同的视角装配以从多个侧面记录对象。此外，通常预先用单独的激光扫描仪测量被传送的对象的几何形状，以便由此确定焦点信息、触发时间点具有对象的图像区域及诸如此类。5.在激光扫描仪预先没有关于对象距离的信息的情况下，基于对比度可以确定是否在清晰设定的焦点位置记录到图像。为了以这种方式设定焦点，需要记录多个图像，并且一开始并不知道好的起始点。在景深范围非常小时，这尤其是个问题，因为景深范围之外的对比度相当模糊，因此难以指定焦点调节装置应该向哪个方向移动。6.另一可能性在于，用相机本身来测量与对象的距离。但距离测量的误差可能变得大于景深范围，结果是基于距离测量而设定的焦点位置仍然不能记录清晰的图像。7.在de102018105301a1中，基于光飞行时间法(tof，timeofflight)的距离传感器被集成到相机中。在这方面，测量高度轮廓并基于该高度轮廓实现各种功能。这些功能之一是设定接收光学器件的焦点位置。距离测量和设定焦点位置的准确性在此不进行讨论。8.因此，本发明的任务在于实现在清晰设定的焦点位置的改进的图像记录。9.该任务通过根据权利要求1或15的用于检测在检测区域中的对象的图像数据的相机和方法来实现。图像传感器记录检测区域的图像或图像数据，并从而记录位于检测区域处的对象。为了产生清晰的图像，提供焦点可调节的接收光学器件，即接收物镜，该接收物镜根据品质要求具有一个或更多个透镜和其他光学元件。距离传感器测量相机与待记录的对象之间的距离的距离值。控制和评估单元充当焦点调节单元。为此，该焦点调节单元从距离传感器获得距离值，并且根据该距离值设定接收光学器件的焦点位置。优选地，控制和评估单元额外地与图像传感器连接，以便将图像数据读出、进行预处理、进行评估及诸如此类。可替代地，存在相应单独的模块，这些模块一方面负责聚焦，还负责相机中的其他任务，例如处理图像数据。10.本发明从以可变的测量持续时间来测量距离值的基本思想出发。这是因为对于距离测量而言，测量持续时间越长，距离传感器测量距离值就越精确。另一方面，对距离测量精度的要求取决于对象所处的距离，因为景深范围以及因此可以容许设定的焦点位置与理想的焦点位置之间的焦点偏差的距离区间具有距离相关性。为了考虑这两者，基于临时的距离值，特别是测量持续时间仍然短的距离传感器的临时测量，来确定可容许的焦点偏差或设定焦点位置所需的精确度以用于所要求的图像清晰度。然后，在如下的测量持续时间内测量距离，以该测量持续时间使距离值变得至少精确到使得剩余的测量误差最高与这个仍然可容忍的焦点偏差一样大。再换种表达方式，距离传感器在如下的测量持续时间内进行测量，该测量持续时间确保测量误差足够小，从而据此设定的焦点位置位于景深范围内。在此，术语景深范围不应解释得太窄，如下文所阐述。11.本发明的优点在于可以实现精确的聚焦。例如与预先且与距离无关地为距离传感器选择恒定时长的测量持续时间不同，通过将测量持续时间动态地适配于实际上对于具体待记录的对象所要求的精度，同时避免了焦点调节的任何不必要的惯性。即使在短的测量持续时间之后，距离传感器本身也能提供好的起始值。在一定的距离范围内，特别是在远距范围内景深范围较大的情况下，这个起始值已经足够了，因为测量误差足够小。即使有一点偏差，特别是在景深范围较小的情况下，只要有必要并且仅在此时，才使用更长的测量持续时间，以便仍然根据要求精确地设定焦点位置。12.优选地，距离传感器被集成到相机中。由此，使系统保持紧凑和封装。控制和评估单元可以轻松地从内部访问距离传感器。13.优选地，距离传感器被构造成光电距离传感器，特别是根据光飞行时间法的原理的光电距离传感器。这种距离传感器可以作为现成的芯片或模块获得。特别优选地，距离传感器具有多个spad(single‑photonavalanchephotodiode，单光子雪崩光电二极管)，这些spad分别经由tdc(time‑to‑digitalconverter，时间‑数字转换器)来测量单次光飞行时间。然后，可以通过一定数量的单次光飞行时间来减小测量误差，这些单次光飞行时间借助于统计学评估被并入到距离值中。更长的测量持续时间允许多次发射和接收光脉冲，因此允许检测更精确的距离值。14.优选地，控制和评估单元被配置用于借助于图像数据来读取对象上的代码的代码内容。因此，根据各种标准，相机成为用于条形码和/或2d代码以及必要时也用于文本识别(ocr，opticalcharacterreading，光学字符读取)的基于相机的读码器。在读取代码之前，更优选地进行分割，借此将感兴趣的区域(roi，regionofinterest)识别为代码候选。15.优选地，控制和评估单元被配置用于分别针对具有所需的测量持续时间的距离测量对距离传感器重新进行参数化。因此，距离传感器被重新配置用于相应的测量，并且随后以现在适当选择的测量持续时间来提供距离值，对于该距离值来说确保了测量误差足够小。16.优选地，距离传感器被配置用于根据固定的单次测量持续时间产生各个距离测量值，其中控制和评估单元被配置用于通过多个单次测量将所需的测量持续时间设定为单次测量持续时间的倍数。在该实施方式中，距离传感器在优选短的单次测量持续时间之后就提供测量值。然而，其精确度最多只能满足要覆盖的距离范围的一部分。在其他情况下，通过重复测量来延长测量持续时间，从而可以从k个单独的距离测量值来计算出更精确的距离测量值。17.优选地，控制和评估单元被配置用于将距离值确定为多个单次测量的平滑平均数(gleitendesmittel)。平滑平均数具有的优点在于，在相应历史记录上短暂的不稳定阶段之后，在需要时分别在单独的进一步单次测量之后，就可以得到具有对应的统计信息的距离测量值。18.优选地，控制和评估单元被配置用于如果单个距离测量值与目前为止的平滑平均值相差了至少一个阈值，则重置平滑平均值(gleitendermittelwert)。只要在检测区域内仍然测量到相同的距离，则平滑平均值就保持有效。如果对象移动导致现在测量与另一个对象结构的距离，或者甚至另一个对象进入到检测区域中，则平滑平均值仍然会被先前的距离弄错并且然后最好重新开始取平均，并且忘记历史记录。这是通过将当前的单次测量的结果与目前的平滑平均值进行比较来判断的，因为当前的单次测量应该在可预期的数值分散(streuung)内。如果在该比较中超过阈值，则重置平滑平均值，即以当前的单次测量开始确定新的平滑平均值。阈值可以取决于当前的距离值，无论是当前的单次测量还是目前为止的平滑平均值，因为在距离增大的情况下，预期也会出现更大的测量误差，并且因此也允许更大的波动。19.优选地，临时的距离值是单个距离测量值或一些单次测量的目前为止的平滑平均数。确定具有足够小的测量误差的距离所需的测量持续时间取决于对象距离，这将在下一段落中更详细地解释。然而，这个对象距离在一开始是未知的，因此显然出现了鸡和蛋的问题(henne‑ei‑problem)。然而事实上，这可以通过根据临时的距离值确定测量持续时间来解决。临时的距离值虽然具有过大的测量误差，但是它对于确定测量持续时间来说足够精确，其中必要时为了安全起见可以计划略微的过度估计临时的距离值可以基于单次测量或仅一些单次测量的平滑平均数。原则上，如果已证实初始使用的临时的距离值偏离得太远，则测量持续时间可以随着平滑平均数的准确度增加来跟踪进一步的重复测量，并且例如还可以附加至少一次另外的重复测量。20.优选地，控制和评估单元被配置用于特别地基于分配规则或表为距离值分配符合所要求的图像清晰度的、仍允许的焦点偏差。到目前为止，主要已经解释了如何能够设定测量持续时间以及如何能够实现距离测量具有足够小的测量误差。现在涉及对应的方面，即对测量误差提出哪些要求。为此目的，控制和评估装置知道距离和对于该距离而言仍允许的焦点偏差之间的关联。在前面的段落中阐述的临时的距离值由分配所导致的仍然可容许的焦点偏差限定了允许的测量误差，因此确定了所需的测量持续时间。特别地，分配规则可以被指定为分析函数或近似函数，例如整体的或分段的线性函数或多项式函数，或查找表(lut，lookuptable)。21.优选地，当仍然以设定的焦点位置在景深范围内记录到对象，则实现了所要求的图像清晰度。这经由测量持续时间以及距离值的达到的最大测量误差来确保。使距离值与允许的焦点偏差相关联在这里可以表达为临时的距离值和所属的景深范围的延伸之间的关联。根据实施方式，景深范围不是纯物理定义的，而是与根据图像数据追求哪个评估目标相关。22.优选地，控制和评估单元被配置用于由光学属性来确定景深范围。在该实施方式中，景深范围应在较窄的光学或物理意义上理解。这特别地可以根据规则dofp(d)～d2nc/f2来确定。在此，dofp是物理景深范围(dof，depthoffield)；d是与对象的距离；n是物镜的数值孔径，该数值孔径因此与光圈相关；c是弥散圆(circleofconfusion)并且对应于例如图像传感器上的像素所允许的模糊程度；以及f是接收光学器件的焦距。这些参数中的大多数是所选的接收光学器件的物镜常数，而且可以看出，由于在近距范围中dofp与d呈平方关系的距离相关性，因此距离测量应该具有特别小的测量误差。23.优选地，控制和评估单元被配置用于由应用特定的要求来确定景深范围。这是对已多次提到的景深范围的进一步理解。在此，主要不涉及纯粹的图像清晰度标准，而是图像数据是否允许所追求的评估的问题。这可以根据不同的应用进行非常不同的判断。24.优选地，控制和评估单元被配置用于借助于图像数据来读取对象上的代码的代码内容，并且其中如果为了使图像清晰度足以读取代码，则焦点偏差足够小。这可以被理解为对景深范围的特定应用要求的优选情况，即图像应该足够清晰地被记录从而可以读取代码。这种对图像清晰度何时满足读取代码的预期可以预先进行模拟或通过实验产生。为此，在典型条件(例如，关于环境光和打印品质)下，在不同的距离下向相机呈现代码，以便找出直至哪个焦点偏差仍能读取代码(goodread)或从哪个焦点偏差起不再能读取代码(noread)。25.优选地，待设定的测量持续时间取决于代码类型、模块大小(例如，以每模块的像素为单位进行说明)和/或解码方法。这是对图像清晰度的要求有明显影响的参数或设定。在应用特定的景深范围的术语中，该景深范围特别地取决于所提到的参数。26.优选地，控制和评估单元被配置用于在测量持续时间期间就已改变焦点位置。因此，在设定的测量持续时间之后，直到可以使用精确的距离值之前，无需等待进行焦点调节。更确切地，与距离测量并行地调节焦点位置，例如基于临时的距离值或来自多个单个距离值的目前为止测定的平滑平均值。因此，在测量持续时间期间就已覆盖了大部分的调节路径。然后，剩余的精细适配对焦点调节的惯性的影响明显较小。27.优选地，相机被固定地装配在传送装置上，该传送装置沿传送方向引导待检测的对象通过检测区域。这是非常常见的相机工业应用。由于通过传送装置的对象不断变换且对象变换的规格严格，焦点调节装置须能够在实践中持续地并且在严格的时间规定内做出反应。28.根据本发明的方法可以以类似的方式改进并同时显示出类似的优点。在独立权利要求之后的从属权利要求中，示例性地、但非穷尽地描述了这样的有利特征。附图说明29.下面还示例性地基于实施方式并且参考附图更详细地阐述本发明的其他特征和优点。在附图中：30.图1示出了具有距离传感器的相机的示意性剖视图；31.图2示出了装配在传送带上的相机的示例性应用的三维视图；32.图3示出了与对象距离相关的距离测量的测量误差或景深范围的延伸的图示；33.图4示出了在不同的焦点位置(x轴)和对象距离(y轴)对对象上代码的成功读取尝试和不成功读取尝试的图示；以及34.图5示出了距离测量的测量误差相对于并入到平滑平均数的单次测量的数量的图示，其中为了进行比较，还绘制了景深范围的指定的延伸。35.图1示出了相机10的示意性剖视图。来自检测区域14的接收光12射到接收光学器件16上，该接收光学器件16将接收光12引导到图像传感器18上。优选地，接收光学器件16的光学元件被构造成由多个透镜和其他光学元件(例如，光圈、棱镜等)组成的物镜，但是为了简化起见，在这里仅由一个透镜来表示。接收光学器件16可以借助于焦点调节装置17被设定到不同的焦点位置，以便清晰地记录不同距离处的对象。为此，可以设想到各种各样的功能原理，例如通过步进电机或动圈式致动器(tauchspulaktorik)来改变对焦距离(bildschnittweite)，但是也可以例如通过液体透镜或凝胶透镜来改变焦距。36.为了在相机10的记录期间用发射光20照亮检测区域14，相机10包括可选的照明单元22，该照明单元在图1中以简单的光源并且没有发射光学器件的形式示出。在其他实施方式中，多个光源，例如led或激光二极管，例如以环形的方式布置在接收路径周围，这些光源也可以是多色的并且可以成组或单独地受到操控，以适配照明单元22的参数，例如照明单元的颜色、强度和方向。37.除了用于检测图像数据的实际的图像传感器18之外，相机10还具有光电距离传感器24，该光电距离传感器利用光飞行时间法(tof，timeofflight)来测量与检测区域14中的对象的距离。距离传感器24包括具有tof发射光学器件28的tof光发射器26和具有tof接收光学器件32的tof光接收器30。这样，tof光信号34被发射并再次接收。光飞行时间测量单元36确定tof光信号34的飞行时间，并由此确定与tof光信号34在其上被反射回来的对象的距离。38.在所示的实施方式中，tof光接收器30具有多个光接收元件30a或像素，并因此甚至可以检测具空间分辨的高度轮廓。可替代地，tof光接收器30仅具有一个光接收元件30a，或者将光接收元件30a的多个测量值计算为一个距离值。距离传感器24的结构是纯示例性的，并且无需光飞行时间法的其他光电距离测量以及非光学距离测量也是可以想到的。借助于光飞行时间法的光电间距测量是众所周知的，因此不详细阐述。两种示例性测量方法是利用周期性调制的tof光信号34的光电混合探测(photomischdetektion)和借助脉冲调制的tof光信号34的脉冲飞行时间测量。在这方面，也存在高度集成的解决方案，其中tof光接收器30与光飞行时间测量单元36或其至少一部分(例如，用于飞行时间测量的tdc(time‑to‑digital‑converter，时间‑数字转换器))被安置在共同的芯片上。为此特别适合的是被构造成spad(single‑photonavalanchediode，单光子雪崩二极管)光接收元件30a的矩阵的tof光接收器30。对于这种基于spad的距离测量，多个光接收元件30a是特别有利的，这些光接收元件不用于具空间分辨的测量，而是用于统计学的多重测量，利用该多重测量来确定更精确的距离值。tof光学器件28、32仅象征性地示为代表任何光学器件(例如，微透镜阵列)的相应的单个透镜。39.控制和评估单元38与焦点调节装置17、照明单元22、图像传感器18和距离传感器24连接，并且负责相机10中的控制、评估和其他协调性任务。因此，该控制和评估单元以与距离传感器24的距离值相对应的焦点位置来操控焦点调节装置17，并读出图像传感器18的图像数据，以便存储这些图像数据或在端口40处输出这些图像数据。优选地，控制和评估单元38能够找到图像数据中的代码区域并且对其进行解码，因此相机10成为基于相机的读码器。可以针对各种控制和评估任务提供多个模块，例如，在单独的模块中执行焦点适配或者在单独的fpga上对图像数据执行预处理。40.相机10由外壳42保护，该外壳42在接收光12入射的前部区域中由前窗玻璃(frontscheibe)44封闭。41.图2示出了装配在传送带46上的相机10的可能应用。相机10在这里仅示为符号，并且不再以已基于图1所阐述的结构来示出。传送带46将对象48传送通过相机10的检测区域14，如由箭头50所示。对象48可以在其外表面上携带代码区域52。相机10的任务是检测对象48的属性，并且在作为读码器的优选应用中识别代码区域52、读出附着在那里的代码、对其进行解码并且分别与所属的对象48相关联。为了也检测对象侧面，并且特别是在侧面附着的代码区域54，优选地从不同的视角使用附加的相机10(未示出)。此外，多个相机10可以并排布置，以便共同覆盖更宽的检测区域14。42.图3示例性地示出了分别与对象距离相关的距离传感器24的距离测量的测量误差(用灰色线56示出)和景深范围的延伸(用黑色线58示出)。距离传感器24的绝对测量精度在这里随着距离线性增加。景深范围(dof，depthoffield)是相机10的图像被认为可用的距离范围。对此，可以存在各种标准，这将在后面讨论。景深范围同样与距离有关，但随着距离非线性地增加。43.如图3所示，存在一个距离范围，在该距离范围内景深范围小于距离测量的误差。在这个示例中涉及大约30cm以下的距离。这意味着适配于该距离测量的焦点位置不能确保足够聚焦的图像记录。这是因为几乎用尽误差范围的距离测量将导致焦点位置在景深范围之外。通过诸如将更好的物镜作为接收光学器件16的措施可以增加相机10的景深范围。倘若可接受对制造成本的重大影响，但是仍然存在这种措施在其中无效的距离范围，那么这种优化潜力通常已经用尽。44.因此，本发明的方法是提高距离测量的精确度，更确切地说是取决于距离并且以适配于针对相应的距离给出的景深范围的方式来进行改进。对于景深范围位于距离传感器24的误差数量级内的距离范围，是特别令人感兴趣的。45.对于这种方法而言，需要澄清两个问题。一方面，距离传感器24必须测量具有最大误差的距离。另一方面要确定实际上要遵守多大的最大误差，以使焦点调节足够好，即提供具有足够品质的图像，其中后者当然也隐含着何时满足图像品质的标准。由于所有这些都应与对象距离相关地进行定义，因此对于距离测量需要至少粗略的初始值。为此，精确度不重要，距离的任何测量值都是可以的。46.距离传感器24的测量精度可以通过改变测量持续时间而改变。可以通过基于spad的脉冲法很好地说明为什么较长的测量持续时间会导致更加准确的结果。在这种所谓的直接光飞行时间测量(dtof，directtimeofflight)中，每个spad贡献一个事件或一个时间戳，并且这些事件共同统计地(例如通过直方图)被评估。在测量持续时间更长的情况下，可以重复发射脉冲，以便登记更多的事件并且相应地更好的统计也能够实现更好的测量结果。通常，与距离传感器24的技术无关，可以对重复测量取平均，其中误差随后随着重复测量次数的方根而下降，并且更长的测量持续时间允许该次数相应地增加。47.为了改变测量持续时间，距离传感器24可以在每种情况下被重新参数化。然而，这可能会带来瞬态效应，并且不容易确保重新参数化本身不会产生系统的测量误差。因此优选地，根本不涉及距离传感器24的测量特性，而是形成自适应的平滑平均数。距离传感器24分别执行测量持续时间短的单次测量，例如在脉冲法中通过发射和接收一个脉冲或几个脉冲来进行。对这些单次测量的各个距离值取平滑平均数。平均窗口或相应的取平均值的数量k适配于距离。因此，对于小的景深范围，特别是在近距范围内，选择大的平均窗口或k以减小统计学波动。相反，在景深范围大的情况下，特别是远距范围中，小的平均窗口或k就足够了。因此，焦点调节装置总是以尽可能小的惯性做出反应，因为较大的平均窗口或通常较长的测量持续时间只有在实际需要这种精度时才会等待测量结果。48.上面简要讨论了临时的距离值，基于该临时的距离值确定了距离测量所要求的和达到的测量误差。如现在所见，对此特别适合的是测量持续时间短的第一次测量的结果或者k较小或k＝1的平滑平均数。49.利用可变的测量持续时间为用距离传感器24在所要求的最大误差下进行测量提供了工具，并且回答了一开始提出的两个问题中的第一个问题。对于第二个问题，实际上要遵守多大的最大误差才能为足够品质的图像设定焦点位置，首先应在纯光学要求或物理要求与特定于应用的要求之间进行区分。50.物理景深范围dofp(d)可以通过公式dofp(d)～2d2nc/f2来近似。在此，d是相机10与对象48之间的距离，n是接收光学器件16的物镜的数值孔径fnum并且因此与光圈相关，c是弥散圆(circleofconfusion)并且对应于例如图像传感器18上的像素所允许的模糊程度，以及f是物镜的焦距。因此，这些中的多数是物镜的已知且固定的特征参数。对景深范围的其他影响(例如，光圈或曝光)可以通过固定(fixierung)或最佳设定在很大程度上得以消除。51.然而，在物理景深范围dofp(d)中没有考虑应用的具体要求。这在代码读取的示例中变得明显：最终的问题不在于图像是否满足物理对比度标准，而是代码是否可以被读取。在一些情况下，这种应用特定的景深范围dofapp可以通过因子κ来建模，该因子κ与应用特定的参数相关：dofapp(d)＝κdofp(d)。典型的应用特定的参数在这里是(例如，以每模块的像素为单位测量的)模块大小、代码类型以及最后但并非最不重要的解码器算法。如果这不能通过一个简单的因子κ来表示，那么在任何情况下都有可能通过模拟或实验来确定dofapp。52.图4示出了在不同的焦点位置和对象距离对对象48上的代码52的读取尝试的图示。亮点60表示成功的读取尝试(goodreads)，而暗点62表示不成功的读取尝试(noreads)。两条线64遵循它们之间的边界，并且这两条线的距离间隔表示每个焦点位置或每个对象距离所要求的应用特定的景深范围dofapp(d)。53.对于某些框架条件，针对所提到的参数(例如，代码类型、模块大小、解码方法、曝光)可以通过测量或模拟产生这样的图表。由此，产生函数或表(lut，lookuptable，查找表)形式的分配规则，控制和评估单元38在给定临时的距离值的情况下可以从该分配规则中读出景深范围并从而读出距离测量的所要求的最大误差，以此确保了代码将是可读取的。对于不同的框架条件，可以存在多个分配规则，以便随后根据情况和应用(例如，根据代码类型、模块大小、曝光和所使用的解码器)来确定合适的最大误差。54.图5再次图示了如何能够为所要求的景深范围找到合适的测量持续时间。一方面，用黑色线66示出了所要求的景深范围，其根据刚刚描述的方法之一来确定。另外，用灰色线68示出了与测量持续时间相关的距离传感器24的距离测量的测量误差，在这里将在x轴上的测量持续时间具体确定为平均深度k或平滑平均值的单次测量的数量。并入平均的单次测量k越多，则测量持续时间越长，测量误差越小。为了简单起见，在图5中这种方法被认为是稳定的并且被事先校准。对于具体的示例，可以选择k>10的平均深度，在这里仍然考虑针对大约k＝6时两条线66、68的实际交点的一些缓冲。55.最后再查看一个具体的示例。对象48被布置在距相机100.1m的距离处。类似于图5，已测定平滑平均的所需的平均深度k＝10。距离值dist的虚拟测量系列可能如下所示：56.dist1：0.095mꢀꢀ焦点位置被设定为0.095m。这需要时间dt，该时间很可能比单次距离测量的时间更长。57.dist2：0.113mꢀꢀ从两个值来计算平均值。58.dist3：0.101mꢀꢀ从三个值来计算平均值。59.dist4：0.098mꢀꢀ从四个值来计算平均值。现在焦点位置被设定为第一距离dist1＝0.095m。将焦点位置进一步调节到新的平均值(重新聚焦)。通常，由于调整距离较短，因此这样做的速度要快得多。60.dist5：0.108mꢀꢀ五个值的平均值，重新聚焦。61.....62.dist10：0.089mꢀꢀ十个值的平均值，重新聚焦。首次达到所要求的k＝10。63.dist11：0.106mꢀꢀ最后10个值的平均值。重新聚焦。64.dist12：0.101mꢀꢀ最后10个值的平均值。重新聚焦。65......66.dist46：0.099mꢀꢀ最后10个值的平均值。重新聚焦。67.dist47：0.531mꢀꢀ大于定义阈值的跃变(sprung)。还为新的距离设置了新的k。在这种情况下，距离大到使得对于单次测量，景深范围已经大于距离测量的测量误差(参考图3)。因此k＝1的平均窗口就足够了，只需要一个单次测量。将焦点位置设置为0.531m。这需要时间dt，该时间一定是更长的[...等等...][0068]测量系列在很大程度上已经得到解释。优选地，立即接近在相应时间点的已知最佳的焦点位置。在开始时，这只是粗略的设定，该设定可能需要一些调节时间，接下来的步骤根据越来越好的距离测量来跟踪焦点位置，其中快速覆盖这些小的调节路径。从k＝10个单个距离值的测量开始，焦点位置对于在所要求的景深范围内的图像记录而言是足够精确的。[0069]当新的对象48进入到检测区域14中时，或者测量现在到另一对象结构的边缘的距离时，就会产生特别的特征。在示例性的测量系列中，这发生在最后给出的测量dist47中。这种跃变是通过新的值dist47与目前的平滑平均值有很大不同来识别的。例如更形式地说，为此，可以将当前的单个距离值(在这里dist47＝0.531m)与目前的平滑平均值(在这里确切地为0.1m)的绝对差与阈值进行比较。阈值基于可预计的统计波动(例如作为标准差的倍数)，并且可以确定为距离的函数或可以固定为所有距离的折中值。只要所述的绝对差低于阈值，则继续取平滑平均。这在测量值dist46之前均是如此。在超过阈值的情况下，则开始新的平均，这是因为否则将会产生没有意义的混合值，并且在此优选地还选择新的k。[0070]可以设想的是，在聚焦期间额外地记录图像并且从图像中计算诸如对比度的变量。当前第1页12当前第1页12