Entwicklung von Methoden zur optischen 3D-Vermessung in Bewegung

Zur dreidimensionalen Vermessung makroskopischer Objekte eignen sich optische Techniken unter anderem aufgrund ihres berührungslosen und damit zerstörungsfreien und unveränderlichen Vorgehens für eine Vielzahl von Anwendungen, die von Archäologie über Medizintechnik bis hin zu Soll-Ist-Vergleichen in der Qualitätssicherung und dem sogenannten „Rapid-Prototyping“ reichen. Der stereoskopischen Erfassung geht grundsätzlich eine Projektion temporärer Musterverteilungen in die Messszene zur Bereitstellung der Ansichtenverknüpfung voraus, wobei die Basis präziser Oberflächenrekonstruktionen eine Vielzahl paarweise verschiedener Musterverteilungen ist. Dabei besteht insbesondere für die Abbildung dynamischer Prozesse ein Zielkonflikt mit dem zur Ansichtenverknüpfung benötigten Stillstand während der Mustersequenz. Existierende Ansätze zur Auflösung dieses Zielkonfliktes lassen sich einerseits in hardwareorientierte und auf Algorithmik basierte Ansätze andererseits untergliedern. Hardwareseitig kommen primär Hochgeschwindigkeitskomponenten zum Einsatz, die eine Reduktion der Relativbewegung zwischen Messobjekt und 3D-Sensor während der simultanen Musterprojektion und Bildaufnahme realisieren. Alternativ bietet sich algorithmisch unter der Akzeptanz von Genauigkeitseinbußen die Verkürzung der Mustersequenz an. Erstmalig wird mit der vorliegenden Arbeit ein Vorgehen zur Bewegungsdetektion mit anschließender -kompensation beschrieben, um Standardhardware im Zusammenhang mit den Vorteilen ausgedehnter Mustersequenzen nutzen zu können. Dabei erfolgt die Bewegungsschätzung im dreidimensionalen Raum und unterliegt keinen Einschränkungen hinsichtlich der Bewegungsgeschwindigkeit und der Anzahl verwendeter, paarweise verschiedener Projektionsmuster mit trigonometrischer Intensitätsverteilung. Zur Verifikation des anschließenden Vorgangs der 3D-Bewegungskompensation werden zahlreiche Untersuchungen an synthetischen Datensätzen wie auch Aufnahmen eines 3D-Tischdigitalisierers gezeigt

Applied Measurement Systems

Measurement is a multidisciplinary experimental science. Measurement systems synergistically blend science, engineering and statistical methods to provide fundamental data for research, design and development, control of processes and operations, and facilitate safe and economic performance of systems. In recent years, measuring techniques have expanded rapidly and gained maturity, through extensive research activities and hardware advancements. With individual chapters authored by eminent professionals in their respective topics, Applied Measurement Systems attempts to provide a comprehensive presentation and in-depth guidance on some of the key applied and advanced topics in measurements for scientists, engineers and educators