Kamera für 3-D-Kontur-Ermittlung

Über die erfassten Konturen können Position und Orientierung von Objekten mit hoher Präzision bestimmt werden. Die Verwendung mehrerer Kameras soll das System laut der FH Mainz flexibel und robust gegenüber Bildstörungen machen. Es verfügt über einen stabilen optischen Messkopf, der aus einer Metallplatte und drei darauf montierter Kameras sowie Lichtquellen besteht.

Der Messkopf kann an einem Roboterarm befestigt werden. So lässt er sich als Effektor zur Beobachtung von Objekten an vordefinierten Positionen verwenden. Dies erlaube eine schnelle und flexible Messung verschiedener räumlicher Elemente, so das i3mainz. Generell kann das System auch stationär verwendet werden, wenn viele Elemente unter gleich bleibenden Bedingungen gemessen werden sollen.

Nach der Installation muss das System kalibriert werden, um die geometrische Qualität sicherzustellen. Für die exakte 2-D-Konturbestimmung erfolgt zunächst eine grobe Lokalisierung und Bestimmung der Kontur mit Mitteln der Bildverarbeitung. Anschließend werden Querprofile der Kontur untersucht, um deren Verlauf präzise zu bestimmen.

Die so erzeugten diskreten Konturpunkte dienen als Eingangsdaten für eine Ellipsenausgleichung mit integrierter Ausreißeranalyse. Die Ausgleichung liefert als Ergebnis die Parameter einer Ellipse. Sie beschreibt mathematisch die Kontur im Bildkoordinatensystem. Diese Prozesskette wird von allen gleichzeitig aufgenommenen Bildern durchlaufen und anschließend in einer photogrammetrischen Berechnung zusammengeführt.

Neben dem i3mainz war an der Entwicklung von Oculeus die Metronom Automation GmbH beteiligt. Das System wird im Rahmen der Sonderschau „Berührungslose Messtechnik“ anlässlich der Control 2008 in Stuttgart, 22. bis 25. April, in Halle 1, Stand 1626, vorgestellt. (dsc)