Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Dynamische 3-D-Flächenmessung mit einer Kamera und Stereostrahlteilung

20.03.2007
Mit dem vorgestellten Stereostrahlteilungssystem werden unter Verwendung nur eines Bildsensors Stereobilder erzeugt.

Aus diesen Bildern können photogrammetrisch 3-D-Objektkoordinaten entweder von Einzelpunkten oder ganzen Oberflächen abgeleitet werden. Da nur ein Bildsensor für die Aufnahme benötigt wird, lassen sich dynamische Objektszenen ohne Synchronisationseinrichtungen aufnehmen, da die erfassten Stereobilder per se synchron sind.

Das Exponat zeigt ein Stereostrahlteilungssystem mit dem unter Verwendung nur eines Bildsensors Stereobilder erzeugt werden. Aus diesen Bildern können photogrammetrisch 3-D-Objektkoordinaten entweder von Einzelpunkten oder ganzen Oberflächen, z. B. für dynamisch flächenhafte Verformungsanalysen, abgeleitet werden.

Internationale Richtlinien im Bereich der Fahrzeugentwicklung und -sicherheit stellen zunehmend neue Anforderungen an Automobilhersteller. Im Zuge der Erhöhung der Sicherheitsstandards müssen in unterschiedlichen Fahrzeugsicherheitsversuchen, sogenannten Crashversuchen, zahlreiche Parameter am dreidimensionalen, beschleunigten Objekt nachgewiesen werden. Aufgrund der hohen Dynamik (z. B. Geschwindigkeiten von 60 km/h) erfordert die dreidimensionale Messtechnik neue Lösungen. Im Bereich der 3-D-Messtechnik konnten hierbei ein Messsystem sowie Messverfahren und Algorithmen zur dreidimensionalen Auswertung von Bildsequenzen entwickelt werden.

Eine Kamera für 3-D-Messtechnik

Für die Erfassung dreidimensionaler Objekte werden in der Regel mindestens zwei Bilder benötigt, gleich dem Prinzip des menschlichen Sehens. Bei dynamischen Prozessen, d. h. wenn bewegte Objekte erfasst werden sollen, werden zwei zueinander versetzte Kameras benötigt, die exakt zeitgleich je ein Bild aufnehmen. Für die Praxis erfordert dies die kostenintensive Beschaffung von zwei qualitativ hochwertigen Hochgeschwindigkeitskameras und zusätzlicher Synchronisationseinrichtungen.

In diesem Zusammenhang wurde ein Ein-Kamera-Messsystem entwickelt, das auf dem Prinzip der Strahlteilung basiert. Durch eine Anordnung optischer Komponenten vor z. B. einer Hochgeschwindigkeitskamera können direkt Stereobilder eines definierten Objektes erzeugt werden. Der Einsatz dieses Messprinzips bringt erhebliche Vorteile für die Praxis:

- direkte 3-D-Erfassung von Objekten
- konfigurierbar für diverse Objektgrößen
- kostengünstig und flexibel
- auch geeignet für schwer zugängliche Messbereiche
3-D-Flächenmessung
Die Aufnahme und Messung dynamischer Flächenverformungen bei Fahrzeugsicherheitsversuchen stellt ein neues Aufgabengebiet dar. Für die Oberflächenrekonstruktion werden verschiedene Ansätze basierend auf bildraumbasiertem Stereomatching und objektraumbasierter Mehrbildzuordnung eingesetzt und bewertet. Die praktische Eignung eines Bildzuordnungsverfahrens richtet sich dabei gleichermaßen nach erreichbarer Genauigkeit, Vollständigkeit des Oberflächenmodells, Robustheit gegenüber Störungen, Rechenzeiten, Bedienbarkeit und Verfügbarkeit in einer professionellen Programmumgebung.

Nicht ausreichend texturierte Oberflächen müssen hierbei künstlich mit einem geeigneten Muster versehen werden. Da für die Aufnahme hoher Bildfrequenzen mit Highspeed-Kameras häufig nur wenig Licht bereitgestellt werden kann, eignen sich nur kontrastreiche Muster. Sie sollten darüber hinaus Gradienteninformation in allen Richtungen aufweisen und der gewünschten Objektauflösung angepasst sein. Für Matchingverfahren, die mit Bildpyramiden arbeiten, muss das Muster außerdem noch eine eindeutige Zuordnung in unterschiedlichen Skalen erlauben.

Das Verfahren der 3-D-Flächenmessung für dynamische Fälle soll im Folgenden anhand verschiedener Graphiken und Ergebnissen demonstriert werden. Die Ergebnisse basieren auf einen Datensatz mit 50 ausgewerteten Epochen. Ein texturiertes Oberflächenmodell zeigt ein Ergebnis der implementierten Bildzuordnungsverfahren nach der Verformung.

Zur Darstellung der Entwicklung des flächenhaften Verformungsprozesses wurden weiterhin 4 ausgewählte Epochen in Diagrammen zusammengestellt.

Für die visuelle Analyse können weiterhin Anaglyphenbilder (Rot/Grün-Bilder) hergestellt werden. Die entstehenden Oberflächenmodelle und Auswerteergebnisse erlauben eine qualitative und quantitative Beurteilung des Verformungsprozesses, beispielsweise durch den Zusammenprall von Fahrzeugen und Objekten.

Ansprechpartner:
Institut für Angewandte Photogrammetrie und Geoinformatik
Fachhochschule Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelsmhaven
Prof. Dr. Thomas Luhmann
Wissenschaftliche Mitarbeit: Folkmar Bethmann, Heidi Hastedt, Volker Sahrhage
Ofener Str. 16/19
26121 Oldenburg
Telefon: +49 441 7708 3243
Fax: +49 441 7708 3170
E-Mail: iapg@fh-oldenburg.de
www.fh-oow.de/institute/iapg
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
Das System wird im Rahmen der Sonderschau "Berührungslose Messtechnik" anlässlich der Control 2007 in Sinsheim, 8. bis 11. Mai, in Halle 5, Stand 5304, 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, den Mitgliedern des Control-Messebeirats und der Fraunhofer-Allianz Vision statt.

Regina Fischer | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.vision.fraunhofer.de
http://www.vision.fraunhofer.de/de/0/projekte/317.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Mit flexiblem Installationssystem Leistung im Feld schneller anschließen
19.01.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

nachricht Vorkonfektioniert für höchste Ansprüche
19.01.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flashmob der Moleküle

19.01.2017 | Physik Astronomie

Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn

19.01.2017 | Medizin Gesundheit

Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile

19.01.2017 | Verfahrenstechnologie