运动对象的图像数据的检测的制作方法

运动对象的图像数据的检测1.本发明涉及根据权利要求1或15的主题的用于检测运动通过检测区域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，必须记录多个图像，而这尤其在相对运动下进行记录是不可能的，因为当找到正确的焦点位置时，对象可能已经不再处于合适的记录位置。6.另一可能性在于，用相机本身来测量与对象的距离。然而，这意味着要很晚才知道待设定的焦点位置，并且根据调节路径，在对象处于其记录位置之前没有足够的时间来适配焦点位置。这些时间的边界条件利用上游的距离测量(例如，通过激光扫描仪)得到缓解。然而，这意味着采购、装配和设置该激光扫描仪的额外耗费。此外，虽然这为各个对象创造了足够的时间来进行焦点转换，但不适用于两个不同高度的对象彼此紧密跟随的情况。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。然而，用于焦点调节的时间过于短的问题并未被讨论。8.因此，本发明的任务在于实现在合适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的用于检测运动通过检测区域的对象的图像数据的相机和方法来实现。相机和对象彼此处于相对运动中，因此待记录的对象运动到相机的检测区域中或者运动通过该检测区域。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，并且基于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，以便读出图像数据、对其进行预处理、评估及诸如此类。可替代地，存在相应的单独的模块，这些模块一方面负责聚焦，另一方面负责相机中的其他任务，例如处理图像数据。10.本发明基于以下基本思想，即将焦点位置设定得不太理想以实现较短的聚焦时间。在此，可接受的焦点偏差保持在定义明确且仍可接受的范围内。非常直观地说，相机聚焦得不理想，仅够用。因此，图像数据是稍微模糊的，但对于所需的图像清晰度仍足够。理想的焦点位置(相对它存在焦点偏差)并不意味着理论上的最佳位置，而是指根据距离测量来设定的焦点位置。理想的焦点位置也具有由于距离测量的测量误差、焦点调节装置的公差及诸如此类而导致的不可避免的偏差。记录图像数据的焦点位置有意偏离了相机基于距离测量可能提供的焦点位置。要设定理想的焦点位置，缺的不是相机的性能，而是聚焦时间。11.本发明的优点在于可以缩短聚焦时间，并且记录到的图像数据仍然可以用于所追求的目的。特别地，仍然可以实现某些图像评估(如，代码读取)。如果由于距离测量相对于记录时间点较晚或由于紧密跟随高度非常不同的对象而导致只有非常少的时间可用，则必须足够快速地记录图像数据。于是可以在模糊度方面做出折衷，以便及时地记录图像。总的来说，因此增加了足够清晰记录的图像数据的比例，并且进而增加了成功进行图像评估的速率，尤其是增加了代码读取应用中的读速率。12.优选地，控制和评估单元被配置用于根据对象到达记录位置的时间点来确定可用的聚焦时间。在这个时间点须设定允许足够清晰的图像记录的焦点位置。另一方面，仅当距离传感器的距离测量值可用，并且一旦完成了在不同的焦点位置的先前的图像记录(例如，对于位于运动的对象流中更前方的不同高度的对象)，才可以开始焦点调节。因此，重新聚焦可以开始的时间点可以从距离传感器的测量数据中导出。13.优选地，距离传感器被配置用于测量对象的运动的速度。例如，多区域距离传感器适于此目的，对象在运动过程中依次进入该多区域距离传感器的测量区域。速度能够实现由相机和/或距离传感器检测到对象的时间点和位置与特别是对象的记录位置互相换算。对通过距离传感器测量可替代地，速度是已知的、参数化的、由另一个传感器测量的或者是从相机的更早的图像记录中测量的，以及根据需要进行外推的，特别是被假设为常数。14.优选地，控制和评估单元被配置用于从瞬时焦点位置和根据测量到的距离值的理想的焦点位置来确定所需的重新聚焦时间。所需的重新聚焦时间是可用的聚焦时间的对立项。所需的重新聚焦时间是接收光学器件的已安装的物镜和所属的焦点调节装置的属性。因此，对于特定的调节路径，需要特定的重新聚焦时间，其中可以考虑并补偿公差以及可能的温度效应和老化效应。15.优选地，在控制和评估单元中存储从第一焦点位置调节到第二焦点位置与为此所需的重新聚焦时间之间的分配规则(zuordnungsvorschrift)。特别地，分配规则可以被指定为分析函数或近似函数()，例如整体或分段的线性函数或多项式函数，或者查找表(lut，lookuptable)。可以根据物镜和焦点调节装置的属性来计算或模拟相应的重新聚焦时间，或者执行相应的校准测量。16.优选地，控制和评估单元被配置用于将可用的聚焦时间与所需的重新聚焦时间进行比较，并且仅当所需的重新聚焦时间没有满足时才记录具有焦点偏差的图像数据。因此，检查是否有必要做出折衷并记录具有焦点偏差的图像。如果可用的聚焦时间足够，则优选地设定理想的焦点位置。17.优选地，控制和评估单元被配置用于基于理想的焦点位置来执行焦点调节，但是一旦焦点偏差对于所要求的图像清晰度而言变得足够小，就记录图像数据。这是记录具有明确定义的焦点偏差的图像的一种可能性。虽然很明显，可用的聚焦时间不足以设定理想的焦点位置，但仍然朝着理想的焦点位置调节。然而，在到达理想的焦点位置之前，即在还剩余的焦点偏差或距理想的焦点位置还剩余的调节路径变得足够小以确保所要求的图像清晰度的时间点，提前进行图像记录。在此，可以计算出所需的焦点偏差第一次出现的时间，并随后触发。可替代地，用尽可用的聚焦时间并在最后时刻触发，以便尽可能接近理想的焦点位置。此外，焦点偏差足够小的条件也适用，可以说这个条件超额满足。18.优选地，控制和评估单元被配置用于执行未到达理想的焦点位置而是仅到达焦点偏差的焦点调节。这是补偿的另一可能性。在这里，有针对性地不驶向理想的焦点位置，而是驶向具有足够小的焦点偏差的焦点位置附近，以便缩短所需的重新聚焦时间。19.优选地，控制和评估单元被配置用于只有当能够到达具有对于图像数据的所要求的图像清晰度而言保持得足够小的焦点偏差的焦点位置时，才将图像数据的记录延迟超过可用的聚焦时间。可能存在可用的聚焦时间甚至不足以设定具有仍可容许的焦点偏差的焦点位置的情况。那么在预定时间点触发记录是没有用的，因为事先明白，利用这些图像数据不能满足所追求的目的。因此，图像记录被延迟，直到可以以可容许的焦点偏差进行记录为止。然后，对象不再处于最佳的记录位置，但是在这里，与明知不够清晰记录的图像数据相比，至少有机会仍然能够实现所追求的目的。20.优选地，距离传感器的距离测量视场至少部分地与检测区域重叠，和/或距离传感器被集成到相机中。距离传感器和相机的重叠视场意味着距离值仅在图像被记录之前不久才测量，这与例如上游的激光扫描仪的情况不同。因此，即使没有两个不同高度的对象直接相互跟随的情况，可用的聚焦时间也变得特别短。当距离传感器被集成到相机中时，尤其产生视野范围的重叠。这有许多优点，因为系统保持紧凑和封装，控制和评估单元可以容易地从内部访问距离传感器，并且整个系统更容易地装配并投入运行。通过根据本发明的聚焦至少显著减轻了相对较晚的距离测量的缺点。21.优选地，距离测量视场被对准成使得在对象进入到检测区域中之前被检测到。由此，理想的焦点位置是更早已知的，从而限制了由于信息缺失而导致的可用的聚焦时间的损失。因此，与上游的激光扫描仪相比，集成的距离传感器或布置在相机中的距离传感器的这一缺点至少部分地得以补偿。这可以通过大于相机的检测区域的距离测量视场或者通过将距离传感器指向在检测区域中运动的对象来实现。以这种方式测量到的距离值必须进行三角换算，因为倾斜测量的距离不同于稍后在图像记录期间与对象的距离。然而，这种换算至少在距离测量仅在检测区域内进行时是有利的，只有这样角度的差异才更小。22.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可获得。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。23.优选地，控制和评估单元被配置用于如果在设定的焦点位置触发记录图像数据时，根据距离测量值对象仍然位于景深范围内，则将焦点偏差评估为对于图像数据的所要求的图像清晰度而言足够小。这是对焦点偏差何时足够小或所要求的图像清晰度何时仍然保持的可能的确定。为此，控制和评估装置优选地知道距离与对于该距离而言仍允许的焦点偏差之间的分配。这个分配当然不同于从当前的焦点位置和待设定的焦点位置确定所需的聚焦时间的分配。在这里，现在为理想的焦点位置分配仍允许的焦点偏差，并且这是一种表达仍然在景深范围内记录对象的标准的可能性。然而，同样的内容适用于分配的模型，该模型可以被指定为分析函数或近似函数，例如整体或分段的线性函数或多项式函数，或查找表(lut，lookuptable)。24.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，因此比在远距范围中提出更苛刻的焦点偏差要求。然而，这种说法与对象位置相关，而与例如接收光学器件的焦距或对焦距离(bildschnittweite)的设置无关，该焦距或对焦距离与由对象距离限定的焦点位置非线性相关。25.优选地，控制和评估单元被配置用于根据应用特定的要求来确定景深范围。因此，景深范围根据实施方式不是纯物理地定义，而是取决于图像数据的评估目标。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。26.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。27.优选地，控制和评估单元被配置用于如果图像清晰度足以读取记录的代码，则将焦点偏差评估为对于图像数据的所要求的图像清晰度而言是足够小的。这可以理解为对景深范围的应用特定的要求的优选情况，即图像应被足够清晰地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)。特别地，代码能否被读取根据代码类型、模块大小和/或解码方法来确定。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。28.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。这是常见的相机工业应用，并且传送装置负责使对象运动通过检测区域。由于通过传送装置的对象不断变换和对象变换的严格规格，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。传送装置以及运动的对象的速度可以从传送控制装置、传感器(例如，传送装置上的编码器)或者从传送器的参数化获得，以便确定对象何时处于记录位置及诸如此类。29.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30.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：31.图1示出了具有距离传感器的相机的示意性剖视图；32.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；33.图3示出了相机和在其检测区域中运动的对象的图示，以解释聚焦方法；34.图4示出了类似于图3的图示，其中现在有两个不同高度的依次运动的对象；以及35.图5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。36.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，但是也可以例如通过液体透镜或凝胶透镜来改变焦距。37.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。38.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。39.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。40.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。41.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。42.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从现在起仅示为符号，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相应所属的对象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。43.图3示出了与图2的情况相同的、检测区域14向下指向的相机10。在该示例中，距离传感器24的距离测量视场56大于检测区域14并且包括该检测区域。然而，也可以设想检测区域14和距离测量视场56的偏移配置、重叠配置和非重叠配置。至少部分前置的距离测量视场56的优点在于距离测量值更早可供使用。44.待记录的对象48以速度v运动到检测区域14中。速度v可以已知为传送装置的参数、由诸如编码器的外部传感器测量、根据更早的图像记录重建或者由距离传感器24确定。在最后一种情况下，距离传感器24优选地具有由光接收元件30a构成的多个接收区域，对象48依次进入到这些接收区域中，从而可以根据时间次序和测量到的距离来推断出速度v。45.对象48在进入到距离测量视场56中时被检测到。如果该对象位于检测区域14的中心，则应触发记录。为此，仍须覆盖路径d1，并且直到此时的时间由t1＝d1/v给出。路径d1仍然取决于距离h1，因为第一次检测到不同位置的不同高度的对象48。距离h1进而由距离传感器24测量，并且其本身仍须借助于h1＝hm1cosα从倾斜而不是竖直测量到的距离值hm1换算出来。在此，假设hm1是在进入到距离测量视场56中时立即测量到的，在所示配置中的角度α对应于距离传感器24的视角的一半，并且在任何情况下都是从固定配置中已知的。利用这些变量现在也可以计算d1＝h1tanα。46.因此，图3中所示的几何形状和和时间特性是已知的。相机10具有可用的聚焦时间dt＝t1，以将焦点位置设定到高度h1。在可用的聚焦时间dt中，仍然可以考虑对惯性的校正以及相反的冲击(aufschlag)，因为应记录的不是对象48的前沿，而是对象中心。47.反过来，可以确定从目前的焦点位置重新聚焦到与测量到的距离h1对应的理想的焦点位置所需要的重新聚焦时间dt。这可以例如通过对焦点调节装置17进行预校准来实现。因此，从值h1到值h2执行各种焦点调节，并且在此确定直到占据新的焦点位置为止的时间。替代地，也可以使用理论系统分析或模拟。结果，在任何情况下，都存在将所需的重新聚焦时间dt分配给对(h1,h2)的函数或查找表。从最小的焦点位置h1到最大的焦点位置h2的最大调节或反向为之的示例性值是50ms。对于图3的情况，所需的重新聚焦时间dt由对(h0,h1)计算得出，其中h0是目前设定的焦点位置。在静止位置，焦点可以移动到中间位置h0，以限制针对下一个对象48的所需的重新聚焦时间dt。48.如果与所需的重新聚焦时间dt相比，可用的聚焦时间dt足够，即dt≥dt，则设定理想的焦点位置，并且一旦对象48处于记录位置，就触发在相机10的能力范围内最佳的清晰记录。有问题的情况是可用的聚焦时间dt不足。于是应用补偿策略：不在理想的焦点位置记录任何图像，而是在可以更快到达的焦点位置记录图像。由此，接受一定程度的模糊度，然而，这种模糊度被明确地定义，并且仍然能够利用图像记录来实现所追求的目的，例如读取代码52。下面参考图5阐述如何能够特别地基于分配给相应距离的景深范围来确定仍允许的焦点偏差。49.现在存在多个可行的补偿策略，如果可用的聚焦时间dt不足并且已知仍可以容许的焦点偏差，则可以单独地或以组合方式应用这些补偿策略。补偿策略的组合还可以意味着触发更多次图像记录，以便例如在理想的对象位置记录稍微不清晰的图像，以及在不太理想的对象位置记录清晰的图像。50.利用仍容许的焦点偏差，可以在比h1更靠近瞬时焦点位置并因此更快到达的焦点位置h1’进行图像记录。一种可能性在于，将焦点位置调节到理想的焦点位置h1，尽管明白这种焦点调节不会及时完成。然后，一旦至少到达焦点位置h1’，就提前触发图像记录。为此所需要的重聚焦时间dt’<dt可以预先确定，并且根据dt’触发。可以直接在焦点位置h1’触发图像记录，或者仍然用尽可用的聚焦时间dt并且随后在h1与h1’之间的焦点位置h1”触发图像记录。51.另一可能性在于，将焦点位置h1’(而不是理想的焦点位置)设定在由仍允许的焦点偏差给出的容差范围或景深范围的更近的边缘处，或者将焦点位置h1’设定在h1与h1’之间，其仅在可用的聚焦时间d1内可到达。这只有当可用的聚焦时间dt至少足以进行这种调节时才进行，为此可以确定新的所需的重新聚焦时间dt’。然而，也可以考虑将上述焦点位置h1’设定在景深范围的边缘处并且仅在那时才触发图像记录。然后，对象48运动得稍微过远，但是与已知图像清晰度不足的图像相比，稍微较晚记录的图像仍然可以使用，例如仍然包含代码52。在任何情况下，对象偏移都小于等待直到焦点位置甚至对应于理想的焦点位置h1时的情况，其中也可以设想在甚至更晚的时间点记录图像，特别是对于附加的图像。52.类似于图3，图4再次示出了检测区域14向下指向的相机10。然而在这里，另一个对象48a以短距离跟随，其高度h2明显不同于第一对象48的高度h1。另一个对象48a的记录应在时间点t2产生，该时间点t2是由待覆盖的路径d2计算得出的。变量d2、h2和t2以类似于变量d1、h1和t1的方式进行计算，但是当然只能在距离传感器24第一次检测到另一个对象48a时才能确定。53.现在，可用的聚焦时间是dt＝t1‑t2，并且在记录对象48之后，为了记录另一个对象48a，需要从h1重新聚焦到h2，并由此得出所需的重新聚焦时间dt。对图3的解释类似地适用于这些变量，以便在可用的聚焦时间dt过短时在具有最高仍可容许的焦点偏差的焦点位置h2’产生记录。根据对象距离d2‑d1和高度差h2‑h1，图4的情况可能甚至比图3的情况更关键，因此特别受益于所描述的重新聚焦，这在需要的情况下完全到达理想的焦点位置h2，因此速度更快。54.到目前为止，仅简要考虑关于焦点偏差可以容许的问题，现在将在最后更详细地考虑这个问题。在此，可以区分纯光学要求或物理要求和应用特定的要求。一种可能性在于，如果设定的焦点位置与理想的焦点位置之间的差仍然保持在景深范围内，则认为焦点偏差仍然是足够小的，其中景深范围的延伸又取决于相应的焦点位置或相应的对象距离。55.物理景深范围dofp(h)可以通过公式dofp(h)～2h2nc/f2来近似。在此，h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。56.然而，在物理景深范围dofp(h)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(h)＝κdofp(h)。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。57.图5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58表示成功的读取尝试(goodreads)，而暗点60表示不成功的读取尝试(noreads)。两条线62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(h)。58.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仍允许的焦点偏差，以此仍然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、仍允许的焦点偏差。当前第1页12当前第1页12