Array-Projektion aperiodischer Sinus-Muster zur Hochgeschwindigkeits-3D-Formvermessung

Die 3D-Formvermessung von bewegten Objekten wird immer bedeutender. Aufgrund der simultanen, berührungslosen Bestimmung einer Vielzahl von Objektpunktkoordinaten bieten sich Musterprojektionssysteme dafür an, die typischerweise jedoch durch die Projektions-Bildrate im Bereich einiger 100 Hz begrenzt sind. Mit Hilfe eines so genannten 3D-Array-Projektors können allein durch elektronisches Umschalten von LEDs Bildraten bis in den 100-kHz-Bereich erreicht werden. Im Gegensatz zu bisherigen Entwicklungen werden keine wohlbekannten, phasenverschobenen Sinus-Muster, sondern aperiodische Sinus-Muster mit räumlich und zeitlich variablem Offset, Amplitude, Periodenlänge und Phasenverschiebung projiziert und unter Nutzung zeitlicher Korrelationsverfahren die 3D-Koordinaten berechnet. Die neuartige Mustersequenz ermöglicht erstmals die hochgenaue Vermessung von Objekten mit scharfen Kanten, großer Tiefenausdehnung oder variierenden Oberflächeneigenschaften mit Hilfe des Array-Projektors. Neben der Charakterisierung des Systems, u. a. hinsichtlich Schärfentiefe und erreichbarer Projektionsgeschwindigkeit, werden erste 3D-Formvermessungen bei einer Bildrate von 3 kHz vorgestellt.