Geschwindigkeitsoptimierung eines hochauflösenden, maschinenintegrierbaren 3D-Sensors auf Basis Streifenprojektion

Die automatische Inspektion industrieller Zwischenerzeugnisse erfordert zunehmend hohe Ortsauflösungen bei gleichzeitig gestiegenen Anforderungen an die Messgeschwindigkeit. Zum Erreichen dieser Ziele wurde ein maschinenintegrierbarer 3D-Sensor basierend auf Streifenlichtprojektion entwickelt. Zur Verkürzung der Bildaufnahmezeit konnte die Anzahl zu projizierender und anschließend zu verarbeitender Muster bei nur gering reduzierter Genauigkeit signifikant verkleinert werden. Entscheidend dafür sind die Nutzung der Epipolargeometrie und eine Einschränkung in der Höhenausdehnung des Messobjektes. Zur Beschleunigung der Datenauswertung wurde weiterhin das Auffinden von Punktkorrespondenzen deutlich beschleunigt. Hierzu wird der auf Epipolarlinien eingeschränkte Suchraum weiter auf kurze Segmente von Epipolarlinien reduziert und ein binärer Suchalgorithmus angewendet. Abschließend ist die gesamte Datenberechnung von der Phasenaufnahme bis zur 3D-Ausgabe der Punktwolke auf 15 Prozessoren parallelisiert worden. Damit können im kontinuierlichen Messmodus bis zu 8,9 Mio. Messpunkte pro Sekunde erzielt werden. Die Messgenauigkeit auf der Prüfoberfläche liegt dabei bei 5 µm.