Der Kolibri orientiert sich selbst

Auf der „Control“ stellen Wissenschaftler ihr optisches 3-D-Mess-System vor, das ohne Orientierungsmarken auskommt. Mit „kolibri-mobil“ können selbst komplexe Gegenstände mit einer Messung automatisch in den Computer eingelesen und räumlich abgebildet werden.

Nichts für Ornithologen ist dieser Kolibri. Doch ähnlich wie sich die winzigen Vögel präzise in ihrer Umgebung zurechtfinden, arbeitet die gleichnamige mobile 3-D-Messeinrichtung. Anders als die meisten anderen optischen Verfahren benötigen sie dazu keine Orientierungsmarken, die zuvor an dem zu vermessenden Objekt angebracht werden müssen (Kalibrierung). Der andere Weg, die Teilansichten eines dreidimensionalen Körpers im Computer mühsam abzugleichen, ist mit Kolibri ebenso wenig erforderlich. Um weniger als eine Haaresbreite – also etwa 0,03 Millimeter – können Ingenieure Objekte der Fertigung einlesen, im Computer vermessen, verändern und durch Rapid-Prototyping-Verfahren erneut materialisieren. „Alle Koordinaten und Systemparameter selbst komplex geformter Objekte werden gleichzeitig und erstmals in einem einzigen Vorgang online erfasst“, erläutert Dr. Gunther Notni, Leiter der Abteilung Optische Systeme des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena. „Der praktische Nutzen für Prüfingenieure liegt auf der Hand: Sie können wichtige Größen wie geforderte Stichmaße an Objekten oder flächenhafte Abweichungen direkt in 3-D bestimmen.“ Das System kommuniziert mit einem Datenanalyseprogramm. Damit schließt sich die Prozesskette des Messens im Raum.“

Der Gegenstand wird von umlaufenden Projektoren aus verschiedenen Richtungen mit horizontalen und vertikalen Streifenmustern beleuchtet. Bis zu zwölf digitale Kameras nehmen die Streifenbilder aus verschiedenen Positionen auf. Dank überzähliger Bilddaten und des verwendeten fotogrammetrischen Modells ist der Computer in der Lage, die Teilansichten abzugleichen und das räumliche Abbild zu rekonstruieren – sogar in Farbe!

Dabei ist das Verfahren, das gemeinsam mit dem Unternehmen IVB GmbH entstand, in einzigartiger Weise robust gegenüber Störfaktoren wie Temperaturschwankungen oder Vibrationen des Systems. Denn Kolibri kalibriert sich ständig selbst. Eine spezielle Varietät lässt sich in Sinsheim bei Heilbronn vom 9. bis 12. April beobachten: Besuchern der Messe „Control“ präsentieren Wissenschaftler des IOF ihren pfiffigen Vogel am Stand 3308 / 3408 der Fraunhofer-Allianz Vision in Halle 3. Eine neue Art des Kolibris soll bald über den Tellerrand seiner Messzelle von 70 x 70 x 40 Zentimetern Kantenlänge hinaussehen können. Dann lassen sich ganze Fahrzeug- oder Flugzeugteile optisch vermessen.

Ansprechpartner:
Dr. Gunther Notni
Telefon 0 36 41 / 8 07-2 17, Fax 0 36 41 / 8 07-6 00, notni@iof.fraunhofer.de