Robuste polychromatische Speckle-Rauheitsmessungen durch implizite Korrektion des Einflusses der Oberflächenneigung

Die schnelle, berührungslose Messung einer Oberflächenrauheitskenngröße kann mit Laserspeckles durchgeführt werden. Durch die Auswertung der Elliptizität polychromatischer Speckles im aufgenommenen Streubild, sind Oberflächen mit einem Sq-Rauheitswert im Bereich von 0,8 µm bis 3,2 µm messbar. Die aktuelle Methode erfordert jedoch eine exakt senkrechte Beleuchtung der Oberfläche, bei der das Streuzentrum in der Mitte des Kamerachips liegt. Ist die Messoberfläche zur Beobachtungsrichtung gekippt, so bewegt sich das Streuzentrum aus der Chipmitte und der autokorrelationsbasierte Auswertealgorithmus führt zu Messabweichungen. Um diese Querempfindlichkeit zu eliminieren, wird ein erweiterter Bildverarbeitungsalgorithmus vorgestellt. Er ermittelt die Position des Streuzentrums automatisch und verwendet dieses Wissen in der Bildauswertung zur Korrektion. Experimente zeigen, dass der Einfluss einer Oberflächenneigung bis ±0,625° auf die Rauheitsmessung eliminiert wird. Dadurch erhöht sich die Robustheit der polychromatischen Speckle-Rauheitsmessung gegenüber Lageabweichungen des Messobjekts, was den Justageaufwand reduziert und somit die laseroptische Rauheitsmessung beschleunigt.