3-D-Mess-System kolibri mobil

Fraunhofer-Vision präsentiert auf der Control 2002 das mobile multi-view 3-D-Mess-System Kolibri-mobil

Aufgabenstellungen in der optischen 3-D-Messtechnik sind meist sehr komplex. Darum können Mess-Systeme unter Umständen nur auf ein spezifisches Messproblem ausgerichtet werden. „Kolibri-mobil“ hingegen ist ein adaptives Mess-System, das sich besonders durch seine hohe Flexibilität auszeichnet. Die Mehrkamera-Anordnung ermöglicht simultane, automatische Vollkörpervermessungen ohne zeitaufwändige Matching-Prozeduren oder Passpunkte. Damit eignet sich das System besonders für die Vermessung hochkomplexer Objekte zur Stichmaßabnahme und für den CAD-Vergleich in der 3-D-Qualitätssicherung. Mit „Kolibri-mobil“ wurde am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) zusammen mit Jenaer Unternehmen eine neue Generation des mobilen Scanners entwickelt. Es ist das Basis-Modell für die gegenwärtig schnellste Reverse-Engineering-Prozesskette. In diesem Prozess werden, ausgehend von der 3-D-Vermessung des Designer-Modells, CAD-Daten für die Herstellung des Endprodukts erzeugt.

Selbstkalibrierung des Systems

Das Messsystem basiert auf dem Prinzip der Streifenprojektion. Dabei beleuchten zwei um 90 Grad gedrehte Streifenstrukturen aus unterschiedlichen Richtungen den Prüfling – der drehbare Zentralspiegel ermöglicht ein schnelles Umschalten der Beleuchtungseinrichtung. Durch diese Beleuchtungstechnik stehen überzählige Messwerte zur Verfügung, die es in Verbindung mit einem mathematischen Modell auf photogrammetrischer Basis gestatten, ausschließlich aus den gewonnenen Phasenwerten gleichzeitig die 3-D-Koordinaten und sämtliche Orientierungsparameter online zu berechnen.

Durch die Selbstkalibrierung, also das simultane Messen der Koordinaten und Orientierungsparameter, ist „Kolibri-mobil“ unempfindlich gegen Umwelteinflüsse wie z. B. Temperaturschwankungen oder Vibrationen. Dies ermöglicht den Einsatz unter Produktionsbedingungen, unabhängig von speziellen Messräumen.

Bis zu sechs Kameras können einen Prüfling simultan aus unterschiedlichen Richtungen beobachten. Das Messvolumen liegt zwischen 100 x 100 x 50 mm³ und 700 x 700 x 400 mm³. Die Messunsicherheit liegt bei 70 Mikrometer, bei einer Messzeit von 10 bis 60 Sekunden.