Fast detection and analysis of geometry defects on free form surfaces using model-based inverse fringe projection

Streifenprojektion ist ein beruhrungsloses Messverfahren zur dreidimensionalen Erfassung der Geometrie von Objekten. Zur Prufung von Geometrieabweichungen gegenuber einer Referenz ist die Variante der inversen Streifenprojektion geeignet. Ziel der Arbeit ist es, die inverse Streifenprojektionsmethode derart zu erweitern, dass kein Master-Bauteil als Referenz erforderlich ist. Stattdessen wird ein virtuelles CAD-Modell fur die Berechnung des notwendigen inversen Projektionsmusters genutzt. Durch Projektion dieses inversen Musters auf die Bauteilober ache konnen Geometriefehler mittels schneller 2D-Bildverarbeitungsalgorithmen erkannt und bewertet werden. Dafur muss nur ein einziges Kamerabild aufgenommen werden, wodurch der Messvorgang gegenuber konventioneller Streifenprojektion erheblich beschleunigt wird. Die Implementierung basiert auf der Kombination eines realen Streifenprojektionssystems mit einem virtuellen Streifenprojektionssystem. Dabei besteht der Hardware-Aufbau aus einer Industriekamera und einem Videoprojektor. Das virtuelle System ist mittels Raytracing-Verfahren realisiert. Um die Abbildungseigenschaften beider Systeme in Einklang zu bringen, ist eine angepasste Kalibriermethode implementiert. Das beschreibende mathematische Modell ist derart gewahlt, dass damit auch ezientes Raytracing moglich ist. Im Weiteren werden neue Ansatze zur Auswertung des erfassten Kamerabildes untersucht. Es sind schnelle und robuste Methoden zur Lokalisierung und Absch atzung von Geometriefehlern auf der Bauteilober ache entstanden. Es kann ein groer Geschwindigkeitsvorteil bei der Datenauswertung erzielt werden, da es hierbei weder erforderlich ist, eine dreidimensionale Punktewolke des Objekts explizit zu rekonstruieren, noch dreidimensionale Stukturen zu nutzen. Gegenuber professioneller Inspektionssoftware erreicht die neue Methode im Experiment eine um eine Groenordnung reduzierte Rechenzeit.