Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Multi-Kamerasystem zur 3D-Kontur-Detektion

11.02.2008
„Oculeus“ ist ein Multi-Kamerasystem zur Bestimmung der räumlich definierten Geometrie von Objekten. Das Systemkonzept basiert auf der Integration unterschiedlicher, zum Teil vollkommen neuartiger Hardwarekomponenten und einer darauf abgestimmten Signalverarbeitung und Prozesssteuerung, wie die Fachhochschule Mainz berichtet.

Mit Oculeus können verschiedenste, räumlich ausgedehnte Objekte wie Bolzen, beliebige Bohrungen oder Passstifte, Anschlagelemente in den für den jeweiligen Arbeitsprozess erforderlichen geometrischen Größen (Position, Lage, Richtung, Oberfläche, Volumen, Profil) bestimmt werden.

Es handelt sich um ein Multi-Kamerasystem zur Erfassung räumlicher Konturen. Über die erfassten Konturen lassen sich Position und Orientierung von Objekten mit hoher Präzision bestimmen. Die Verwendung mehrerer Kameras macht das System flexibel und robust gegenüber Bildstörungen.

Das System hat einen stabilen optischen Messkopf, bestehend aus einer Metallplatte und drei darauf montierten Kameras sowie Lichtquellen. Dieser Messkopf kann an einem Roboterarm befestigt werden und so als Effektor zur Beobachtung von Objekten an vordefinierten Positionen verwendet werden.

Dies erlaubt eine schnelle und flexible Messung verschiedener räumlicher Elemente. Generell kann das System auch stationär verwendet werden, wenn viele Elemente unter gleichbleibenden Bedingungen gemessen werden sollen.

Kalibrierung des Multi-Kamerasystems

Nach der Installation des Systems ist zunächst eine Kalibrierung erforderlich, um die geometrische Qualität sicherzustellen. Diese Kalibrierung besteht zum Einen aus der Kontrolle der inneren Kamerageometrie und zum Anderen aus der Bestimmung der Kamerapositionen bezogen auf einen Referenzrahmen.

Sie ist immer dann notwendig, wenn die Kameras ausgetauscht oder innere oder äußere Einstellungen verändert wurden. Die Kalibrierung kann mithilfe einer Tafel mit kodierten Markierungen mit geringem Aufwand durchgeführt werden.

Berechnung der Messergebnisse liefert Wolke von 3D-Punkten

Für die exakte 2D-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, die die Kontur im Bildkoordinatensystem mathematisch beschreibt.

Diese Prozesskette wird von allen gleichzeitig aufgenommenen Bildern durchlaufen und anschließend in einer photogrammetrischen Berechnung zusammengeführt. Da die geometrischen Beziehungen der Kameras und deren Orientierungen aus der vorgegangen Orientierung bekannt sind, können die in den einzelnen Bildern bestimmten Ellipsen mithilfe von Epipolargeometrien räumlich verschnitten werden.

Als Ergebnis dieser Berechnung liegt eine Wolke von 3D-Punkten vor, durch die bei Bedarf eine ausgleichende Ebene gelegt werden kann, um die Lage der Kontur im Raum präzise zu beschreiben.

Projektpartner von Oculeus sind die Metronom Automation GmbH und die Fachhochschule Mainz.

Jürgen Schreier | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/messundprueftechnik/bildverarbeitung/articles/108817/

Weitere Berichte zu: Kalibrierung Kontur Multi-Kamerasystem Orientierung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Stresstest über den Wolken
21.06.2017 | Hochschule Osnabrück

nachricht 3D-Druck im Mittelstand etablieren
20.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie