3D-Messung

Streifenlicht-Projektion
Lichtschnittverfahren
Time-of-Flight Prinzip
Stereokamera
Lichtfeldkamera
Interferenzverfahren
Fazit



Zur Erfüllung der Kundenanforderungen verwenden wir hochwertigste optischen Geräte, die wir mit der eigenen Mess-Software verschmelzen und kostengünstig anbieten können.

Je nach Aufgabenstellung werden wir die passende Hardware zusammenstellen. Im folgenden sind beispielhaft unterschiedliche Produkte aufgeführt, die das 3D-Produktspektrum repräsentieren und auch bei Ihnen zum Einsatz kommen könnten.

Die Machbarkeit Ihrer Aufgabe können wir gerne mit einem Prototypen vor Ort präsentieren.


Streifenlicht-Projektion

Zum Einsatz kommt ein Projektor, der eine Bildsequenz aus unterschiedlichen Helldunkel-Mustern auf das Objekt projizieren. Die Bildaufnahme und Projektion sind synchron und ergeben nach der Dekodierung eine 3D-Punktwolke.

Quelle: http://www.stemmer-imaging.de/de/produkte/kategorie/3d-streifenlichtprojektion

Es sind kompakte, industrie-taugliche Sensoren verfügbar, die eine Höhenauflösung von 0.01mm versprechen.
Preis ca. 12.000 EUR


Lichtschnittverfahren

Mit einem Linienlaser wird ein Höhenprofil erzeugt. Um ein 3D-Modell zu erhalten muss das Sensorpaar (Kamera und Laser) über das Prüfobjekt bewegt werden.

Quellen:
http://www.stemmer-imaging.de/de/produkte/serie/lmi-gocator-2000-2300
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtschnitt

Der LMI Gocator Profil-Sensor hat eine Höhenauflösung von 3µm und eine Lateraleauflösung von 30µm.
Preis je nach Auflösung ca. 8.000 EUR


Time-of-flight Prinzip

Aktiver Kamerasensor, der mit dem Laufzeitverfahren (time-of-flight) Entfernungen misst.
Vorteil: Nach einer Aufnahme sind alle Daten für die Berechung des 3D-Modells verfügbar.

    
Grauwertbild und 3D Punktwolke
Quelle: http://www.odos-imaging.com/view.php/page/p-realiZ-1K

Preis je nach Auflösung ab 800 EUR


Stereokamera

Stereoskopie: Aus den unterschiedlichen Blick-Positionen wird die Disparität berechnet. Für viele Oberflächen nicht geeignet.

Quelle:http://www.ptgrey.com/bumblebee2-firewire-stereo-vision-camera-systems

Lichtfeldkamera

Eine Vorlinse und viele nachgeschaltene Linsen über den Bildsensor erzeugen ein Kameraarray. Ein einziges Bild beinhält beliebige fokusierbare Bildebenen. Daraus kann ein extrem detailliertes Tiefenbild berechnet werden.

Quelle: http://www.raytrix.de/

Tiefenauflösung 3µm. Preis: je nach Auflösung ab 5.000 bis 30.000 EUR


Interferenzverfahren

Laborgerät, zur Oberflächenanalyse geeignet.

Quelle: http://www.polytec.com/de/loesungen/oberflaechenprofile-messen/grundlagen-der-weisslicht-interferometrie/

Tiefenauflösung im Nanometerbereich. Preis: ca. 50.000 EUR


Fazit

Berührungslose 3D Messung: Ein Optimierungsproblem.

Es gilt: Je höher die Tiefenauflösung sein muss, desto kleiner wird das Gesamtbild (bezüglich Breite und Höhe). Je grösser die Auslösung desto hochwertiger müssen die optischen Komponenten ausgelegt werden.