High-speed 3D Sensorik – neue Verfahren und Anwendungen in der Streifenprojektionstechnik

Die 3D-Erfassung mittels Streifenprojektion ist ein etabliertes Verfahren, das von der off-line Messung bis zur Digitalisierung in verschiedensten Anwendungsszenarien eingesetzt wird. Verstärkt steht jedoch die Anforderungen der direkten Integration der 3D-Sensorik in Fertigungsprozesse (in-line Vermessung) und auch der flexiblen 3D-Messung mit handgeführten Sensoren. Dies erfordert neue Ansätze der high-speed 3D-Messung mit Scanzeiten <50ms. Im Beitrag werden neue Verfahren diskutiert, mit denen sich die Projektions- und Bildaufnahmesequenzen der sinusförmigen Streifenbilder ohne Einbußen bei der Messgenauigkeit um bis zu 80% reduzieren lassen. Zu diesen Methoden zählt u.a. eine optimierte Sensor-Komponenten-Anordnung und der doppelten Triangulation der 3D-Messdaten sowie die Nutzung der Epipolargeometrie bei der Messung spezieller Messobjekte. In Verbindung mit 180 Hz Streifenprojektion können so bis zu 60 3D-Datensätze pro Sekunde generiert werden. Damit lassen sich real-time Anwendungen in der industriellen Qualitätskontrolle realisieren, wie z.B. für die Analyse von Lotpastenaufträgen auf Leiterplatten mit Höhenauflösungen <5µm. Weiterhin wird ein Ausblick gegeben, wie mit neuen Prinzipien der Musterprojektion (Arrayprojektion) 3D-Bildraten von >300 3D-Bildern/s erreicht werden können, womit eine 3D-Messung an bewegten Objekten eröffnet wird.