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3-D-Oberflächeninspektion an bewegten Objekten - SPARC

05.03.2009 - (idw) Fraunhofer Vision

Ein seit langem verfolgtes und wichtiges Ziel in der industriellen Bildverarbeitung ist die schnelle dreidimensionale Erfassung von Szenen. Derzeit ist dieses Problem noch nicht allgemein gelöst, denn die meisten optischen 3-D-Verfahren erfordern etliche Einzelaufnahmen oder arbeiten scannend. Das neue System SPARC (Surface Pattern Analyzer and Roughness Calculator) basiert auf dem Prinzip "Shape-from-Shading (SfS)" und ist in der Lage, mit nur einer einzigen Aufnahme dreidimensionale Bilder von Objekten zu liefern, wodurch auch die Analyse bewegter Objekte möglich wird. Einführung
Mit SPARC (Surface Pattern Analyzer and Roughness Calculator) stellt In-Situ ein gemeinsam mit der Hochschule für angewandte Wissenschaften Rosenheim entwickeltes optisches 3-D-Messsystem vor, das mit nur einer einzelnen Aufnahme dreidimensionale Bilder von Objekten liefert. Es kommen ausschließlich Standardkomponenten ohne bewegliche Elemente zum Einsatz.

Synchrone Bildaufnahme
Bisher mussten nach dem Verfahren "Shape-from-Shading" mit einer senkrecht auf das zu vermessende Objekt gerichteten Kamera nacheinander mindestens drei, aus unterschiedlichen Winkeln beleuchtete Bilder aufgenommen werden. Aus den Einzelbildern konnte dann die 3-D-Oberfläche rekonstruiert werden. Mit dem hier vorgestellten und zum Patent angemeldeten, modifizierten Verfahren werden die Mehrfachaufnahmen durch eine einzige synchrone Bildaufnahme mit drei Kameras und speziellen Lampen mit teildurchlässigen, dielektrischen Spiegeln ersetzt. Da die Belichtungszeit nur ca. 100 µs beträgt, können so auch bewegte Objekte aufgenommen werden. Außerdem wurde das Analyseverfahren so weiter entwickelt und parallelisiert, dass die Auswertegeschwindigkeit auf 20 Messungen pro Sekunde erhöht werden konnte.

Anwendungen
Das Messsystem zur 3-D-Oberflächeninspektion SPARC ist dazu geeignet, dreidimensionale, stetige Oberflächen ohne Löcher und scharfe Kanten in Echtzeit zu erfassen. Anwendungsbeispiele sind die Kontrolle von Prägeschriften, Gravuren, Blindenschrift-Punkten und Schlagzahlen. Die Analyse erhabener Texturen von Leder, Textilien, Kunststoff oder Kartonagen sind weitere typische Applikationen. Auch die Messung von Rauigkeiten gemäß ISO 4287, beispielsweise von Schleifprofilen, ist möglich. Die Höhenauflösung beträgt bei einem Blickfeld von 15 cm ca. 20 µm und bei einem Gesichtsfelddurchmesser von 10 mm ca. 1 µm.

Das System wird im Rahmen der Sonderschau "Berührungslose Messtechnik" anlässlich der Control 2009 in Stuttgart, 5. bis 8. Mai, in Halle 1, Stand 1612, vorgestellt. Die Sonderschau will einen Beitrag zur Verbreiterung der Akzeptanz berührungsloser Messtechnik leisten, indem an einigen ausgewählten Exponaten die Konstruktionsprinzipien, Eigenheiten und Grenzen der neuen Messmöglichkeiten demonstriert werden. Die Sonderschau findet mit Unterstützung der P. E. Schall GmbH & Co. KG und der Fraunhofer-Allianz Vision statt.

Fachkontakt:
Hochschule für Angewandte Wissenschaften Rosenheim
Prof. Dr. Hartmut Ernst
Hochschulstraße 1
93024 Rosenheim
Telefon: +49 8031 805-121
Fax: +49 8031 805-122
E-Mail: ernst@fh-rosenheim.de
http://www.fh-rosenheim.de

in-situ GmbH
Sandra Söll
Mühlweg 2a
82054 Sauerlach
Telefon: +49 8104 6482-30
Fax: +49 8104 6482-43
E-Mail: sandra.soell@in-situ.de
http://www.in-situ.de

Pressekontakt:
Fraunhofer-Allianz Vision
Regina Fischer M. A.
Am Wolfsmantel 33
91058 Erlangen
Telefon: +49 9131 776-530
Fax: +49 9131 776-599
E-Mail: vision@fraunhofer.de
http://www.vision.fraunhofer.de

Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.

Weitere Informationen: http://www.vision.fraunhofer.de/de/0/projekte/440.html http://www.vision.fraunhofer.de/de/5/presse/245.html - Text-/Bild-Download für Presse http://www.vision.fraunhofer.de/de/0/events/123.html - Übersicht Sonderschau "Berührungslose Messtechnik"
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