Bilderflut in 3D
Vermessungssystem für die Fertigung liefert pro Sekunde vierzig Bilder – sogar dreidimensional.
Objekte auf einem Bild einzufangen, ist schwierig. Das wissen nicht nur Fotografen, sondern auch Ingenieure, die industrielle Produkte auf Fertigungslinien überprüfen. Ein Beispiel sind Gussteile, die auf Fließbändern durch die Fertigungshallen fahren und dabei analysiert werden müssen: Stimmt die Qualität der hergestellten Teile? Sind sie fehlerfrei geformt? Ein neuer dreidimensionaler Messprozess soll den Ingenieuren solche Analysen künftig erleichtern. Entwickelt wurde die Technik von Forschern am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena, gemeinsam mit Kollegen von der Universität Jena. „Unsere berührungslose dreidimensionale Vermessung funktioniert so schnell, dass wir selbst dynamische Vorgänge in guter Qualität abbilden können“, sagt Peter Kühmstedt, Gruppenleiter am IOF.
Abb.: Mit der neuen Vermessungstechnik lassen sich 400 Bilder pro Sekunde projizieren und daraus 40 dreidimensionale Bilder pro Sekunde erzeugen. (Bild: Fh.-IOF)
Die optische Vermessung an sich ist nicht neu. Bislang werden dazu bestimmte Bilder auf das zu vermessende Objekt gerichtet. Ist das Objekt gekrümmt, verzerrt sich das Bild entsprechend. Aus etwa zehn verschiedenen Bildern lässt sich eine dreidimensionale Darstellung des Objekts erstellen. Verwendet man für die Projektion allerdings einen Beamer, der digitale Bilder erzeugt, so ist die Bildfrequenz recht begrenzt: Üblicherweise können Beamer etwa 60 Bilder in der Sekunde projizieren, maximal lassen sich 180 2D-Bilder pro Sekunde herausholen. Für langsame Prozesse reicht das aus, doch bei höheren Geschwindigkeiten stößt die Technik an ihre Grenzen.
Das neue Verfahren wird nun auch mit solchen Herausforderungen fertig. „Mit unserer Vermessungstechnik können wir 400 Bilder pro Sekunde projizieren und daraus 40 dreidimensionale Bilder pro Sekunde erzeugen“, erläutert Kühmstedt. Um dieses Ziel zu erreichen, benötigt er nur ein einziges Dia, das von einer LED durchstrahlt wird. Die Projektion fällt auf einen drehbaren Spiegel, der sie im rechten Winkel weiter auf das Objekt leitet. Der Spiegel rotiert auf einer schiefen, verkippten Achse und lenkt so zwar immer dasselbe Bild auf das Objekt, allerdings in jeweils leicht veränderten Winkeln.
Einen Prototypen mit LED-Beleuchtung haben die Wissenschaftler bereits fertiggestellt. In einem weiteren Schritt wollen sie nun ein noch schnelleres lasergetriebenes Modell voranbringen.
IOF / AH
