Streifenlichtprojektionsscanner

Bei der Streifenlichtprojektion wird nach dem Prinzip der aktiven Triangulation gemessen. Hierbei wird von der Projektionseinheit eine Abfolge von binärcodierten Streifenmustern auf das Messobjekt abgebildet. Meist werden Flächensensoren verwendet. Divergent zu der Projektionseinheit ist eine digitale Messkamera angebracht. Dadurch kann die Messkamera die durch das Objekt verursachte Deformation der einzelnen Streifenmuster erfassen. Eine Deformation entsteht dadurch, dass das Objekt dreidimensional ist. Die erfassten Daten werden durch den ICP-Algorithmus interpretiert.

Bei dem von uns verwendeten Streifenlichtprojektor triTOS der Firma Breuckmann können in Abhängigkeit von der Basis lediglich kleinere Objekte behandelt werden. Aufgrund der Größe des Messobjektes, entschieden wir uns für die größtmögliche, uns zur Verfügung stehende Basis, von 325mm. Bei der Basisgröße, wird das Messobjekt aus ca. einem Meter Entfernung gescannt. Ein großes Problem besteht in den unregelmäßigen Lichteinfällen, die eine Messung beeinflussen können. Messbereiche, die sehr hell oder aber sehr dunkel sind, werden von der Einheit nicht aufgenommen.

Bevor die eigentliche Messung beginnen kann, muss das Messgerät aufgebaut und kalibriert werden. Hierbei wird eine Kalibriertafel, die der jeweiligen Basisgröße zugeordnet ist, aus verschiedenen Distanzen und Richtungen aufgenommen. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis das gewünschte Kalibrierergebnis erreicht wird.

Bei der Messung ist darauf zu achten, dass das Objekt aus möglichst jedem Blickwinkel aufgenommen wird. Es stand hierbei ein sogenannter Drehteller zur Verfügung, mit dem das Objekt jeweils um 15 Grad gedreht werden konnte. Zudem sollte das Messobjekt auch von oben, bzw. von unten aufgenommen werden. Dies erreicht man dadurch, dass man das Messgerät in der Höhe und der Neigung verstellen kann.

Die einzelnen Scans werden durch das Bestimmen ähnlicher Punkte miteinander verknüpft. Hierbei ist zu beachten, dass das Ergebnis besser wird, je mehr ähnliche Punkte definiert werden. Die Mindestanzahl von ähnlichen Punkten beträgt drei, es sollten nach Möglichkeit jedoch weitaus mehr gewählt werden.

Nachdem alle Scans zu einer Punktwolke zusammengefügt wurden, können mehrmals aufgenommene Punkte zugunsten geringeren Speicherbedarfs auf jeweils einen Punkt reduziert werden. Die Punktwolke kann zu einem dreidimensionalen Objekt vermascht werden. Mögliche Messungenauigkeiten und kleinere Lücken können in der Nachbereitung bereinigt werden.

Benjamin Hennecke, Vanessa Kennert, Ernst-Georg Witt