Schnelle dreidimensionale Formvermessung von transparenten Objekten durch sequenzielle Projektion thermischer Streifen im langwelligen Infrarotbereich

Die Oberflächenform nicht-kooperativer, d. h. transparenter, reflektierender oder schwarzer Objekte kann mit herkömmlichen optischen 3D-Sensoren, die im sichtbaren Spektralbereich operieren, unzureichend oder gar nicht bestimmt werden. Durch die sequenzielle Projektion thermischer Streifen im langwelligen Infrarotbereich (LWIR) und die Beobachtung der reemittierten Muster mit einer im mittleren Infrarot (MWIR) arbeitenden Stereokamera-Anordnung ist es uns gelungen, solche Objekte innerhalb einer Sekunde dreidimensional zu erfassen. Einige Anwendungen, z. B. eine 100-%-Qualitätskontrolle, erfordern jedoch noch kürzere Messzeiten, d. h. höhere Bildraten. Um dies bei Raumtemperatur zu erreichen, ist gemäß Planckschem Strahlungsgesetz ein Wechsel des Spektralbereichs der Kameras vom MWIR zum LWIR notwendig. In diesem Beitrag stellen wir unseren Hochgeschindigkeits-LWIR-3D-Aufbau vor, charakterisieren ihn hinsichtlich seiner Messgenauigkeit sowie -geschwindigkeit und untersuchen die Auswirkungen verschiedener Projektions-Sequenzen. Wir zeigen 3D-Messergebnisse von aus einem Material bestehenden Objekten sowie von Objekten, die aus verschiedenen Materialklassen zusammengesetzt sind.