Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung zumindest eines Steckkontakts

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung zumindest eines Steckkontakts mit einer den Steckkontakt abbildenden, in Längsausrichtung des Steckkontakts angeordneten Zeilenkamera und mit einer seitlich der Längsausrichtung des Steckkontakts angeordneten Beleuchtungseinrichtung, wobei die Zeilenkamera relativ zu dem Steckkontakt oder der Steckkontakt relativ zu der Zeilenkamera bewegt werden.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung mit einer Steuereinheit zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung zumindest eines Steckkontakts mit einer den Steckkontakt abbildenden, in Längsausrichtung des Steckkontakts angeordneten Zeilenkamera und mit einer seitlich der Längsausrichtung des Steckkontakts angeordneten Beleuchtungseinrichtung, wobei die Zeilenkamera relativ zu dem Steckkontakt oder der Steckkontakt relativ zu der Zeilenkamera bewegbar ist.

Zur Qualitätsüberwachung bei der Herstellung von Steckern ist es bekannt, die Steckkontakte aus einer Zentralperspektive mit Hilfe einer in Richtung der Längserstreckung der Steckkontakte angeordneten Flächen- oder Zeilenkamera optisch zu überprüfen. Dabei wird eine Abweichung der Aussenkontur eines Steckkontakts von der gewünschten Sollposition überwacht. Eine Abweichung ergibt sich beispielsweise bei einem verbogenen Steckkontakt. Ein solcher ver- bogener Steckkontakt kann dazu führen, dass die Steckbarkeit in eine zugehörige Steckbuchse nicht mehr gewährleistet ist.

Während der optischen Überwachung werden die Steckkontakte durch eine seit- lieh angeordnete Beleuchtungseinrichtung beleuchtet.

Die Steckkontakte enden als länglich ausgeführte Metallstifte jeweils in einer Kontaktspitze. Die Geometrie der Kontaktspitze ist für die Funktion eines Steckkontakts nicht relevant und daher nicht eng definiert beziehungsweise toleriert.

Durch den Prozess des Spitzenformens kann es, beispielsweise durch ein verschlissenes Werkzeug, vorkommen, dass eine Kontaktspitze nicht in der Mitte des Steckkontakts angeordnet ist. Beim Blick von oben auf die Kontaktspitze ist jedoch lediglich der Reflex an der Kontaktspitze zu sehen. Bei einer außer der Mitte angeordneten Kontaktspitze führt dies dazu, dass die Position des Steck- kontakts nicht korrekt bestimmt wird. Dadurch kann es passieren, dass ein intakter Steckkontakt als defekt erkannt und der Stecker aussortiert wird. Genauso ist es möglich, dass ein verbogener Steckkontakt auf Grund der Reflexion an einer außermittigen Kontaktspitze als intakt angesehen und damit ein eigentlich auszusortierender Stecker als in Ordnung bewertet wird. Es entsteht somit ein

Schlupf an defekten Steckern mit dem Risiko späterer Reklamationen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur optischen Bestimmung der Position und/oder Orientierung zumindest eines Steckkontakts bereitzustellen, welches die Überprüfung des Steckkontakts unabhängig von der Position seiner Kontaktspitze ermöglicht.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Vorrichtung zur

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitzustellen.

Offenbarung der Erfindung

Die das Verfahren betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung des Steckkontakts zumindest zwei nacheinander erfolgende Aufnahmen des Steckkontakts mit unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen ausgewertet werden. Dazu wird der Steckkontakt bei aufeinan- der folgenden Aufnahmen sequentiell aus zwei oder mehreren Richtungen beleuchtet. Eine außerhalb der Mittellängsachse des Steckkontakts liegende Kontaktspitze führt bei den verschiedenen Beleuchtungsrichtungen zu unterschiedlichen Ausprägungen der sich ausbildenden Reflexionen. Dadurch kann eine außermittige Kontaktspitze erkannt und die tatsächliche Position und Orientierung des Steckkontakts ermittelt werden. Zur Durchführung des Verfahrens sind zumindest zwei, vorzugsweise vier Beleuchtungsrichtungen vorzusehen. Bei einer Anordnung mit zwei Beleuchtungsrichtungen kann je Beleuchtungsrichtung eine einseitige Beleuchtung oder eine von zwei gegenüberliegenden Seiten erfolgende Beleuchtung des Steckkontakts vorgesehen sein.

Bei Verwendung einer einzeiligen Zeilenkamera fährt die Zeilenkamera oder der Steckkontakt zwischen zwei mit unterschiedlicher Beleuchtungsrichtung erfolgenden Aufnahmen um eine Bildposition weiter. Dadurch entsteht je Beleuchtungsrichtung ein Bild mit zwischen den Bildern leicht versetzter Position. Um dies zu vermeiden kann es vorgesehen sein, dass eine mehrzeilige Zeilenkamera mit N Zeilen verwendet wird und dass der Steckkontakt aus N unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen beleuchtet wird. N steht dabei für eine ganze Zahl, vorzugsweise für eine zwei- oder vierzeilige Zeilenkamera mit entsprechend zwei oder vier Beleuchtungsrichtungen. Die Aufnahmen der Zeilen können in Abhängigkeit von der Beleuchtungsrichtung zurücksortiert werden, so dass N ortsgleiche Bilder mit jeweils unterschiedlicher Beleuchtungsrichtung entstehen.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass eine mehrzeilige Zeilenkamera mit M x N Zeilen verwendet wird, wobei M eine ganze Zahl größer 1 ist, und dass der Steckkontakt aus N unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen beleuchtet wird. Je Beleuchtungsrichtung wird somit jede Bildposition zeitlich versetzt mit jeweils zwei Zeilen der mehrzelligen Zeilenkamera aufgenommen. So kann beispielsweise bei vier Beleuchtungsrichtungen (N=4) eine achtzei- lige Zeilenkamera (M=2) vorgesehen sein. Ausgewertet wird dann die Summe der beiden bei gleicher Beleuchtungsrichtung aufgenommenen Bilder. Dadurch wird die Dynamik um einen Faktor 2 (eine Blendenstufe) erhöht.

Damit für jeden aufgenommenen Ort auf dem Steckkontakt eine Aufnahme mit den vorgesehenen Beleuchtungsrichtungen vorliegt kann es vorgesehen sein, dass die Zei- lenkamera und der Steckkontakt derart relativ zueinander bewegt werden, dass ein Ort auf dem Steckkontakt mit jeder der N Zeilen der Zeilenkamera bei jeweils einer anderen der N Beleuchtungsrichtungen aufgenommen wird. Der Abstand zwischen den Zeilen der Zeilenkamera und die Relativbewegung zwischen der Zeilenkamera und den Steckkontakten ist dabei so zu wählen, dass ein Ort auf dem Steckkontakt nicht durch aufeinander folgende Zeilen der Zeilenkamera bei gleicher Beleuchtungsrichtung aufgenommen wird, sondern dass für alle Beleuchtungsrichtungen zumindest eine Aufnahme vorliegt.

Insbesondere bei Verwendung einer Farbzeilenkamera kann eine Unterscheidung der mit verschiedenen Beleuchtungsrichtungen erstellten Aufnahmen dadurch erreicht werden, dass die Beleuchtung aus den unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen mit zumindest zwei unterschiedlichen Farben erfolgt. Die Richtungskodierung erfolgt dabei durch Aufnahmen mit für jeweils eine der verschiedenen Farben sensitiven Farbpixeln der Farbzeilenkamera. Vorteilhaft können so die Aufnahmen bei gleichzeitiger Beleuchtung aus den verschiedenen Richtungen gleichzeitig erfolgen.

Die Auswertung kann weiterhin dadurch vereinfacht werden, dass zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung des Steckkontakts aus den Einzelaufnahmen jeweils Bilder für jede Beleuchtungsposition gebildet werden. Ein Bild umfasst dabei zumindest einen Steckkontakt derart, dass seine Außenkonturen beinhaltet sind.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass den mit verschiedenen Beleuchtungsrichtungen durchgeführten Aufnahmen jeweils eine unterschiedliche Farbe zugeordnet wird. Die Beleuchtung selbst erfolgt dabei aus den verschiedenen Beleuchtungsrichtungen mit gleicher Beleuchtungsfarbe. Durch eine solche Nutzung als Pseudofarbkanal kann eine Vereinfachung einer computergestützten Auswertung erreicht werden, da Algorithmen, welche für die Bearbeitung und Auswertung von Farbbildern entwickelt wurden, ohne oder mit geringen Änderungen für die Bearbeitung und Auswertung der richtungskodierten Bilder einsetzbar sind. Ein Steckkontakt zeigt normalerweise keine Reflektanzunterschiede zwischen seinen Kanten. Ohne Richtungskodierung sind die Seiten daher nicht unterscheidbar. Als richtungskodiertes Pseudofarbbild lassen sich die Kanten beispielsweise mit einem Farbkantenfilter bearbeiten. Die Spitze eines Kontaktstiftes kann so sicher erfasst werden.

Die die Vorrichtung betreffende Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die Beleuchtungseinrichtung zur sequentiellen Beleuchtung des Steckkontakts aus zumindest zwei unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen ausgelegt ist, dass die Steuereinheit die Beleuchtungseinrichtung derart ansteuert, dass aufeinanderfolgende Aufnahmen der Zeilenkamera bei unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen erfolgen und dass die Steuereinheit einen Programmablauf zur Erstellung und Auswertung von mit den unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen gewonnenen Datensätzen enthält. Die

Vorrichtung ermöglicht damit die Durchführung des beschriebenen Verfahrens.

Dazu kann es vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Zeilenkamera als mehrzellige Zeilenkamera mit N Zeilen ausgelegt ist und dass die Beleuchtungseinrichtung aus N ein- zeln schaltbaren Beleuchtungtungseinheiten besteht, welche aus N Beleuchtungsrichtungen auf den Steckkontakt ausgerichtet sind. Die Beleuchtungseinheiten der Beleuchtungseinrichtung können separat ein- und ausgeschaltet werden. Dadurch ist es möglich, den Steckkontakt je Aufnahme aus einer Richtung zu beleuchten und zur nächsten Aufnahme die Beleuchtungsrichtung durch entsprechende Ansteuerung der Beleuchtungseinheiten der Beleuchtungseinrichtung zu ändern.

Um Bilder eines oder mehrerer Steckkontakte mit unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen zu erhalten kann es vorgesehen sein, dass der Programmablauf in der Steuereinheit die bei unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen gewonnenen Daten der N Zeilen jeweils einem Datensatz zuordnet. Ein Datensatz entspricht dabei einem Bild, welches bei Beleuchtungen aus einer Richtung erstellt wurde. Aus den so aufbereiteten Datensätzen kann die Orientierung und Position des Steckkontakts eindeutig bestimmt werden. Die Bildfolge ist bei den eingesetzten Zeilenkameras sehr hoch. Eine ausreichend schnelle Umschaltung der Beleuchtungsrichtung kann dadurch erfolgen, dass als Lichtquellen für die Beleuchtungseinrichtung gepulste Leuchtdioden verwendet sind. Solche Leuchtdioden (LED) können mit einer Frequenz von mehreren kHz geschaltet werden und erreichen auch bei sehr kurzen Einschaltzeiten eine für die Aufnahmen ausreichende Helligkeit.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung eines Steckkontakts mit einer zweizeiligen Zeilenkamera,

Figur 2 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung eines Steckkontakts mit einer vierzeiligen Zeilenkamera,

Figur 3 in einer schematischen Darstellung einzelne Bildpunkte in einer ersten Position zu einer vierzeiligen Zeilenkamera,

Figur 4 die in Figur 3 gezeigten Bildpunkte in einer zweiten Position zu der vierzeiligen Zeilenkamera,

Figur 5 in Tabellenform eine zeitliche Abfolge von Aufnahmen der einzelnen Bildpunkte gemäß Figur 3 und Figur 4,

Figur 6 in Tabellenform die zeitliche Abfolge von Aufnahmen einzelner Bildpunkte mit einer achtzeiligen Zeilenkamera,

Figur 7 in einer schematischen Darstellung einzelne Bildpunkte in einer ersten Position zu einer vierzeiligen Zeilenkamera mit vergrößertem Zeilenabstand und

Figur 8 in Tabellenform die zeitliche Abfolge von Aufnahmen der einzelnen Bildpunkte gemäß Figur 7.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung eines Steckkontakts 10 mit einer zweizeiligen Zeilenkamera 30.

Der Steckkontakt 10 ist Teil eines weiter nicht dargestellten Steckers mit einer Vielzahl vergleichbarer und ebenfalls zu überprüfender weiterer Steckkontakte. Am oberen Ende weist der Steckkontakt 10 eine Kontaktspitze 11 auf. Der Kontaktspitze 11 gegenüberliegend ist eine zweizeilige Zeilenkamera 30 mit einer ersten Zeile ZI 31 und einer zweiten Zeile Z2 32 aus Zentralperspektive auf den Steckkontakt 10 ausgerichtet. Seitlich des Steckkontakts 10 ist eine Beleuchtungseinrichtung 20 mit einer rechten Beleuchtungseinheit 22 und einer hinteren Beleuchtungseinheit 23 angeordnet. Optional kann eine der rechten Beleuchtungseinheit 22 gegenüberliegende, gestrichelt dargestellte linke Beleuchtungseinheit 21 und eine nicht dargestellte, der hinteren Beleuchtungseinheit 23 gegenüberliegende vordere Beleuchtungseinheit vorgesehen sein. Als Lichtquellen der Beleuchtungseinheiten 21, 22, 23 dienen Leuchtdioden (LED) 23.1. Von den Beleuchtungseinheiten 21, 22, 23 ausgehende Lichtstrahlen 25.1, 25.2, 25.3 sind durch entsprechende Pfeile symbolisiert. Ein weiterer Pfeil zeigt eine Vorschubrichtung 13 des Steckkontakts 10 relativ zur zweizeiligen Zeilenkamera 30 und zu der Beleuchtungseinrichtung 20.

Die Vorrichtung dient der Qualitätsüberwachung von Steckkontakten 10. Dabei werden die Position und die Orientierung der Steckkontakte überwacht. So können verbogene Steckkontakte aussortiert werden.

Der in Figur 1 gezeigte Aufbau ermöglicht eine Richtungskodierung der mit der zweizeiligen Zeilenkamera 30 erstellten Aufnahmen. Dazu wird der Steckkontakt 10 sequentiell aus verschiedenen Beleuchtungsrichtungen 60, wie sie in den Figuren 5, 6 und 8 gezeigt sind, beleuchtet, wobei bei jeder Beleuchtungsrichtung 60 eine Aufnahme erfolgt. Zwischen zwei Aufnahmen wird der Steckkontakt 10 entsprechend der Vorschubrichtung 13 relativ zu der zweizeiligen Zeilenkamera 30 bewegt.

In einer ersten Aufnahmeposition steht ein Ort oder ein Bildpunkt 50 auf dem Steckkontakt 10, wie er in den Figuren 3 - 8 gezeigt ist, im Bildfeld der ersten Zeile ZI 31 der zweizeiligen Zeilenkamera 30. Dabei ist mit Bildfeld ein Bereich auf dem Steckkontakt 10 bezeichnet, der mit einer Aufnahme abgelichtet wird. Zur Aufnahme erfolgt eine Beleuchtung aus einer vorgegebenen Richtung, beispielsweise entsprechend des dritten Lichtstrahls 25.3 ausgehend von der rechten Beleuchtungseinheit 22. In einer zweiten Aufnahmeposition steht derselbe Bildpunkt 50 im Bildfeld der zweiten Zeile Z2 32 der zweizeiligen Zeilenkamera 30. Zu einer jetzt durchgeführten Aufnahme erfolgt eine Beleuchtung aus Richtung der hinteren Beleuchtungseinheit 23 entsprechend des zweiten Lichtstrahls 25.2. Dabei kann die zweite Aufnahme unmittelbar nach der ersten Aufnahme erfolgen, es können jedoch auch weitere Aufnahmen dazwischen erfolgen. Letzteres ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die beiden Zeilen 31, 32 so weit auseinander liegen, dass der Bildpunkt 50 die Entfernung zwischen den beiden Bildfeldern der Zeilen 31, 32 nicht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufnahmen durchläuft.

Es liegen somit für jeden aufgenommenen Bildpunkt 50 des Steckkontakts 10 zwei Aufnahmen mit unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen 60 vor. Die Aufnahmen können zu zwei Bildern des Steckkontakts 10 mit unterschiedlicher Beleuchtungsrichtung 60 zurücksortiert werden. Durch die Auswertung der Aufnahmen mit unterschiedlicher Beleuchtungsrichtung 60 kann die Außenkontur des Steckkontakts 10 und somit seine Lage und seine Orientierung eindeutig bestimmt werden. Irreführende Reflexe, wie sie bei außerhalb der Mittellängsachse des Steckkontakts 10 liegenden Kontaktspitzen 11 auftreten, können durch Aufnahmen mit den beiden Beleuchtungsrichtungen 60 erkannt und entsprechend berücksichtigt werden. Durch die Verwendung einer zweizeiligen Zeilenkamera 30 werden zwei Bilder mit unterschiedlicher Beleuchtungsrichtung 60 ohne Versatz erhalten, da jeder Bildpunkt 50 bei gleicher Ausrichtung der aufnehmenden Zeile 31, 32 zu dem Steckkontakt 10 bei wechselnder Beleuchtungsrichtung 60 aufgenommen wird.

Zur Beleuchtung können, wie beschrieben, abwechselnd die rechte Beleuchtungseinheit 22 und die hintere Beleuchtungseinheit 23 verwendet werden. Damit können Aufnahmen mit deutlich unterschiedlicher Beleuchtungsrichtung 60 erhalten werden. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die rechte Beleuchtungseinheit 22 zusammen mit der gegenüberliegenden linken Beleuchtungseinheit 21 und die hintere Beleuchtungseinheit 23 zusammen mit der nicht dargestellten, gegenüberliegenden vorderen Beleuchtungseinheit geschaltet werden, wodurch die Helligkeit für die einzelnen Aufnahmen erhöht wird. Die Beleuchtung erfolgt vorteilhaft durch gepulste Leuchtdioden 23.1, welche mit einer Frequenz von mehreren kHz geschaltet werden können.

Bei Verwendung einer Monochromkamera ist es von Vorteil, wenn die Beleuchtung aus den unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen 60 in der selben Farbe erfolgt. Fehler, welche sich durch unterschiedliche Farben der Stecker beziehungsweise Steckkontakte 10, beispielsweise durch Korrosion oder unterschiedliche Beschichtungen mit Gold oder Nickel, ergeben können so ausgeglichen werden. Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Bestimmung der Position und/oder Orientierung eines Steckkontakts 10 mit einer vierzeiligen Zeilenkamera 40. Der Aufbau entspricht dabei dem in Figur 1 gezeigten Aufbau, wobei für gleiche Bauteile die gleichen Bezeichner verwendet sind. Abweichend zu Figur 1 ist in der in Figur 2 gezeigten Ausführungsvariante eine vierzeilige Zeilenkamera 40 mit einer ersten Zeile ZI 41, einer zweiten Zeile Z2 42, einer dritten Zeile Z3 43 und einer vierten Zeile Z4 44 verwendet, welche aus Zentral Perspektive auf den Steckkontakt 10 ausgerichtet ist.

Bei dieser Anordnung kann ein auf dem Steckkontakt 10 angeordneter Bildpunkt 50 von den vier Zeilen ZI 41, Z2 42, Z3 43, Z4 44 der vierzeiligen Zeilenkamera 40 bei vier unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen 60 aufgenommen werden. Dazu wird der Steckkontakt 10 bei jeder Aufnahme, in der sich ein aufzunehmender Bildpunkt 50 im Bildfeld einer Zeile ZI 41, Z2 42, Z3 43, Z4 44 befindet, von einer anderen der vier Beleuchtungseinheiten 21, 22, 23, 24 beleuchtet. Es können somit vier Bilder des Steckkontakts 10 bei vier unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen 60 gewonnen werden. Dadurch können Fehler in der Bewertung der Außenkontur des Steckkontakts 10 durch Reflexionen an außerhalb der Mittellängsachse des Steckkontakts 10 liegenden Kontaktspitzen 11 vermieden werden.

Wie in Figur 1 und 2 gezeigt, sind vorteilhaft gleich viele Beleuchtungsrichtungen vorgesehen, wie die Zeilenkamera 30, 40 Zeilen 31, 32, 41, 42, 43, 44 aufweist.

Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung einzelne Bildpunkte 50 in einer ersten Position zu einer vierzeiligen Zeilenkamera 40. Die Bildpunkte 50 PI 51, P2 52, P3 53, P4 54, P5 55 und weitere, nicht dargestellte Bildpunkte 50 sind dabei auf dem Steckkontakt 10 angeordnet und werden nacheinander von der vierzeiligen Zeilenkamera 40 abgebildet. Dazu bewegen sich die Bildpunkte 50 entsprechend der gezeigten Vorschubrichtung 13 relativ zu der vierzeiligen Zeilenkamera 40. Zwischen zwei Aufnahmen legen die Bildpunkte 50 einen durch einen Pfeil gekennzeichneten Verfahrweg 12.1 zurück, der dem Abstand zwischen zwei Zeilen ZI 41, Z2 42, Z3 43, Z4 44 entspricht. In der gezeigten Anordnung liegt der erste Bildpunkt PI 51 im Bildfeld der ersten Zeile ZI 41 der vierzeiligen Zeilenkamera 40 und wird von dieser bei einer ersten geschalteten Beleuchtungsrichtung aufgenommen. Figur 4 zeigt die in Figur 3 gezeigten Bildpunkte 50 in einer zweiten Position zu der vierzeiligen Zeilenkamera 40, nachdem sie zwischen zwei Aufnahmen um den

Verfahrweg 12.1 verschoben wurden. Der erste Bildpunkt PI 51 liegt jetzt im Bildfeld der zweiten Zeile Z2 42 der vierzeiligen Zeilenkamera 40, während der zweite Bildpunkt P2 52 im Bildfeld der ersten Zeile ZI 41 liegt. Für die in dieser Position durchge- führten Aufnahmen erfolgt eine Beleuchtung aus einer zweiten Beleuchtungsrichtung.

Von dem ersten Bildpunkt PI 51 liegt somit eine erste, mit der ersten Zeile ZI 41 aufgenommene Aufnahme mit einer Beleuchtung aus der ersten Beleuchtungsrichtung und eine zweite, mit der zweiten Zeile Z2 42 aufgenommene Aufnahme mit einer Beleuchtung aus der zweiten Beleuchtungsrichtung vor. Der zweite Bildpunkt P2 52 ist von der ersten Zeile ZI 41 bei der zweiten Beleuchtungsrichtung aufgenommen.

Die Bildpunkte 50 können so nacheinander bei vier verschiedenen Beleuchtungsrichtungen von den vier Zeilen ZI 41, Z2 42, Z3 43, Z4 44 der vierzeiligen Zeilenkamera 40 aufgenommen werden. Anschließend können die Aufnahmen so sortiert werden, dass für jede Beleuchtungsrichtung 60 ein aus den einzelnen Bildpunkten 50 zusammengesetztes Bild entsteht.

Figur 5 zeigt in Tabellenform eine zeitliche Abfolge von Aufnahmen der einzelnen Bildpunkte 50 gemäß Figur 3 und Figur 4. Dabei sind in der obersten Zeile der Tabelle die vier Zeilen ZI 41, Z2 42, Z3 43, Z4 44 der in Figur 3 und 4 gezeigten vierzeiligen Zeilenkamera 40 aufgeführt. In der ersten Spalte der Tabelle sind die vier Beleuchtungsrichtungen 60 Bl 61, B2 62, B3 63, B4 64 aufgeführt.

Den Zeilen ZI 41, Z2 42, Z3 43, Z4 44 und den Beleuchtungsrichtungen 60 sind die einzelnen Bildpunkte 50 in der zeitliche Abfolge ihrer Aufnahmen zugeordnet. Die erste

Aufnahme entsteht, wenn der erste Bildpunkt PI 51 bei einer ersten Beleuchtungsrichtung Bl 61 im Bildfeld der ersten Zeile ZI liegt. Dies ist in der zweiten Zeile der Tabelle dargestellt und entspricht der in Figur 3 gezeigten Position der Bildpunkte 50 gegenüber der vierzeiligen Zeilenkamera 40. Die zweite Aufnahme erfolgt, wenn der Steck- kontakt 10 um den in Figur 3 und 4 gezeigten Verfahrweg 12.1 verfahren wurde. Dann liegt die in Figur 4 gezeigte Ausrichtung der Bildpunkte 50 gegenüber der vierzeiligen Zeilenkamera 40 vor. Bei einer jetzt geschalteten zweiten Beleuchtungsrichtung B2 62 nimmt die erste Zeile ZI 41 der vierzeiligen Zeilenkamera 40 den zweiten Bildpunkt P2 52 auf, während die zweite Zeile Z2 42 den ersten Bildpunkt PI 51 aufnimmt. Dies ist in der dritten Zeile der Tabelle gezeigt. Die vierte Zeile der Tabelle zeigt die nächsten Aufnahmen bei einer dritten Beleuchtungsrichtung B3 63. Hierbei liegt der erste Bildpunkt PI 51 im Bildfeld der dritten Zeile Z3 43, der zweite Bildpunkt P2 52 im Bildfeld der zweiten Zeile Z2 42 und der erste Bildpunkt PI 51 im Bildfeld der ersten Zeile ZI 41. In der fünften Zeile der Tabelle hat der erste Bildpunkt PI 51 die vierte Zeile Z4 44 der vierzeiligen Zeilenkamera 40 erreicht. Entsprechend liegen der zweite Bildpunkt P2 52 im Bildfeld der dritten Zeile Z3 43, der dritte Bildpunkt P3 53 im Bildfeld der zweiten Zeile Z2 42 und der vierte Bildpunkt P4 im Bildfeld der ersten Zeile ZI 41. Für die jetzt erfolgenden Aufnahmen liegt eine vierte Beleuchtungsrichtung B4 64 vor. Ab diesem Zeitpunkt liegen demnach für den ersten Bildpunkt PI 51 vier Aufnahmen mit allen vier Beleuchtungsrichtungen Bl 61, B2 62, B3 63, B4 64 vor. In der sechsten Zeile der Tabelle ist der erste Bildpunkt PI 51 aus dem Aufnahmebereich der vierzeiligen Zeilenkamera 40 gefahren. Der zweite Bildpunkt P2 52 liegt gegenüber der vierten Zeile der Zeilenkamera 40. Entsprechend liegen der dritte Bildpunkt P3 53 gegenüber der dritten Zeile Z3 43, der zweite Bildpunkt P2 52 gegenüber der zweiten Zeile Z2 42 und ein fünfter Bildpunkt P5 55 gegenüber der ersten Zeile ZI 41. In dieser Position wird für die mit den vier Zeilen ZI 41, Z2 42, Z3 43, Z4 44 gemachten Aufnahmen wieder die erste Beleuchtungsrichtung Bl 61 gewählt. Entsprechend folgen in der siebten Zeile der Tabelle Aufnahmen der vier Zeilen ZI 41, Z2 42, Z3 43, Z4 44 bei der zweiten Beleuchtungsrichtung B2 62 für die Bildpunkte P3 53, P4 54, P5 55 und P6. Für die einzelnen Bildpunkte 50 werden somit Aufnahmen bei durch Pfeile markierten Beleuchtungsserien 70 mit allen vier Beleuchtungsrichtungen 60 Bl 61, B2 62, B3 63, B4 64 erstellt. So liegt für den ersten Bildpunkt PI 51 eine erste Beleuchtungsserie Sl 71, für den zweiten Bildpunkt P2 52 eine zweite Beleuchtungsserie S2 72 und für den dritten Bildpunkt P3 53 eine dritte Beleuchtungsserie S3 73 vor. Die Einzelaufnahmen werden derart zurücksortiert, dass aus den Aufnahmen der einzelnen Bildpunkte 50 je Beleuchtungsrichtung 60 ein Bild erstellt wird. Figur 6 zeigt in Tabellenform die zeitliche Abfolge von Aufnahmen einzelner Bildpunkte 50 mit einer achtzeiligen Zeilenkamera. Dabei entspricht der Aufbau der Tabelle dem der in Figur 5 gezeigten Tabelle. Für die aufeinanderfolgenden Aufnahmen stehen vier Beleuchtungsrichtungen 60 Bl 61, B2 62, B3 63, B4 64 zur Verfügung.

Bis zur Zeile 5 der dargestellten Tabelle entspricht der Ablauf dem zu Figur 5 gezeigten Ablauf. In Zeile 6 wird der erste Bildpunkt PI 51 in das Bildfeld einer fünften Zeile Z5 45 der achtzeiligen Zeilenkamera bewegt. Hier erfolgt eine Aufnahme bei der ersten Beleuchtungsrichtung Bl 61. Für den ersten Bildpunkt PI 51 liegen somit zwei Aufnahmen mit der ersten Beleuchtungsrichtung Bl 61 vor, wobei eine mit der ersten Zeile ZI 41 und eine mit der fünften Zeile Z5 45 der achtzeiligen Zeilenkamera aufgenommen ist. Der erste Bildpunkt PI 51 durchläuft anschließend nacheinander die Bildbereiche einer sechsten Zeile Z6 46, einer siebten Zeile Z7 47 und einer achten Zeile Z8 48 der achtzeiligen Zeilenkamera, wobei nacheinander Aufnahmen mit der zweiten Beleuchtungsrichtung B2 62, der dritten Beleuchtungsrichtung B3 63 und der vierten Beleuchtungsrichtung B4 64 gemacht werden. Entsprechend folgen die anderen Bildpunkte 50. Für jeden Bildpunkt 50 liegen am Ende zwei Aufnahmen mit gleicher Beleuchtungsrichtung vor. Die Aufnahmen werden wieder zu Datensätzen mit Aufnahmen gleicher Beleuchtungsrichtung 60 zurücksortiert, wobei die beiden Aufnahmen eines Bildpunktes 50 bei gleicher Beleuchtungsrichtung 60 aufsummiert werden. Dadurch wird die Dynamik um einen Faktor 2 erhöht, was einer Blendenstufe entspricht.

Die Anzahl der Zeilen der Zeilenkamera und die Anzahl der Beleuchtungsrichtungen 60 kann beliebig erweitert werden. Dazu muss sichergestellt werden, dass die Optik der Zeilenkamera eine mehrfache Abbildung desselben Bildpunktes 50 an einem anderen Ort auf dem Bildsensor noch zulässt.

Figur 7 zeigt in einer schematischen Darstellung einzelne Bildpunkte 50 eines in den Figuren 1 und 2 gezeigten Steckkontakts 10 in einer ersten Position zu einer vierzeili- gen Zeilenkamera 40, wobei dieser gegenüber der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Zeilenkamera 40 einen vergrößerten Zeilenabstand aufweist.

Der erste Bildpunkt PI 51 ist im Bildfeld der ersten Zeile ZI 41 der vierzeiligen Zeilenkamera 40 angeordnet. Hier erfolgt eine erste Aufnahme mit einer ersten Beleuch- tungsrichtung Bl 61. Nach dem nachfolgenden ersten Verfahrweg 12.1 gelangt der zweite Bildpunkt P2 in das Bildfeld der ersten Zeile ZI 41 und es erfolgt eine Aufnahme mit einer zweiten Beleuchtungsrichtung B2 62. Der erste Bildpunkt PI steht zwischen der ersten Zeile ZI 41 und der zweiten Zeile Z2 42 und wird nicht abgebildet. Nach einem zweiten Verfahrweg 12.2 befinden sich der erste Bildpunkt PI 51 und der zweite Bildpunkt P2 52 zwischen der ersten Zeile ZI 41 und der zweiten Zeile Z2 42 und werden nicht abgebildet. Es erfolgt eine Aufnahme des dritten Bildpunktes P3 53 mit der ersten Zeile ZI 41 bei einer dritten Beleuchtungsrichtung B3 63. Nach einem dritten Verfahrweg 12.3 ist der erste Bildpunkt PI 51 vor der zweiten Zeile Z2 42 angeordnet, während sich vor der ersten Zeile ZI 41 der vierte Bildpunkt P4 54 befindet. In dieser Position erfolgen Aufnahmen des ersten Bildpunktes PI 51 und des vierten Bildpunktes P4 54 mit einer vierten Beleuchtungsrichtung B4 64.

Figur 8 zeigt in Tabellenform die zeitliche Abfolge von Aufnahmen der einzelnen Bildpunkte 50 gemäß Figur 7. Dabei ist die Tabelle gleich der in Figur 5 gezeigten Tabelle aufgebaut.

Für den ersten Bildpunkt PI 51 erfolgt zunächst eine Aufnahme mit der ersten Zeile ZI 41 der in Figur 7 dargestellten vierzeiligen Zeilenkamera 40 bei der ersten Beleuchtungsrichtung Bl 61. Während der nächsten beiden Aufnahmen wird der Bildpunkt PI 51 nicht erfasst. Dann erfolgt die Abbildung des ersten Bildpunktes PI 51 mit der zweiten Zeile Z2 bei der vierten Beleuchtungsrichtung B4 64. Entsprechend folgen beabstandet die Aufnahme des ersten Bildpunktes PI 51 mit der dritten Zeile Z3 43 bei der dritten Beleuchtungsrichtung B3 63 und die Aufnahme mit der vierten Zeile Z4 44 bei der zweiten Beleuchtungsrichtung B2 62. Auch hier wird demnach jeder Bildpunkt 50 mit jeder der vier Beleuchtungsrichtungen 60 aufgenommen. Die Aufnahmen können dann zurücksortiert werden, so dass vier Bilder mit den unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen Bl 61, B2 62, B3 63, B4 64 entstehen.

Durch geeignete Wahl der Verfahrwege 12.1, 12.2, 12.3 zwischen zwei Aufnahmen und der Zeilenabstände können somit Bilder mit unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen 60 erhalten werden, welche eine sichere Bestimmung der Position und der Ausrichtung von Steckkontakten 10 ermöglicht. Fehler in der Bewertung der Position bzw. Ausrichtung durch Reflexe an nicht auf der Mittellängsachse eines Steckkontakts 10 liegenden Kontaktspitze 10 können so vermieden werden.

Eine einfache computergestützte Auswertung kann durch Nutzung von Pseudofarbka- nälen erreicht werden. Dabei erfolgen die Aufnahmen mit den unterschiedlichen Beleuchtungsrichtungen mit der gleichen Beleuchtungsfarbe. Den Aufnahmen wird jeweils nachträglich eine eigene Farbe zugeordnet. Die Aufnahme selbst kann dabei mit einer Monochromkamera erfolgen. Die Zuordnung von Farben zu den verschiedenen Beleuchtungsrichtungen 60 bietet den Vorteil, dass Algorithmen, welche für die Bearbeitung und Auswertung von Farbbildern etnwickelt wurden, ohne Änderung für die Erstellung und Auswertung der richtungskodierten Bilder verwendet werden können. Ein Steckkontakt 10 hat normalerweise keine Reflektanzunterschiede zwischen seinen verschiedenen Kanten. Ohne Richtungskodierung sind die Seiten daher nicht unterscheidbar. Als richtungskodiertes Pseudofarbbild lassen sich nun die Kanten mit einem Farbkantenfilter bearbeiten und die Spitze des Steckkontakts 10 kann sicher erfasst werden.