t - im ZESS - Universität Siegen

2 Messprinzipien zur 3D-Objekterfassung
Die berührungslose dreidimensionale (3D) Objekterfassung wird im Zuge der
Weiterentwicklung moderner Automatisierungsprozesse einen wichtigen Beitrag zur
Lösung dieser technischen Aufgabenstellung leisten.
Die an solche Systeme gestellten Aufgaben sind sehr vielfältig und erstrecken sich von
der einfachen jedoch prozesssicheren Erfassung und Erkennung von Objekten und
Objektbewegungen bis hin zur präzisen Vermessung und Prüfung der Maßhaltigkeit von
Gegenständen. Diesbezügliche Anwendungsfelder finden sich nicht nur in vielen
industriellen Bereichen wieder sondern auch in Situationen des täglichen Lebens, wie
z.B. die sicherheitsrelevante Positions- und Anwesenheitsüberwachung von
Fahrzeuginsassen; bekannt unter dem Begriff Occupant Detection System (ODS). Wie
schwierig und umfangreich diese Aufgabe ist, wird daran deutlich, dass eine solche
sicherheitsrelevante Sensorik zur Auslösung und Steuerung des Airbagsystems in
Bruchteilen von Sekunden auf Basis seiner 3D-Information reagieren muss.
Wichtigstes Anforderungskriterium an die prozesssichere dreidimensionale
Formerfassung ist die schnelle und robuste, d.h. gegen Änderungen der Oberfläche
oder der Beleuchtungsverhältnisse unabhängige Bereitstellung von 3D-Datensätzen.
Zur Lösung solcher Messprobleme werden jedoch nicht ausschließlich optische
Systeme eingesetzt.
Mikrowellen
λ = 3 - 30 mm
(10 - 100 GHz)
Triangulation
geometrische
Winkelbestimmung
Berührungslose Geometrieerfassung
Lichtwellen
λ = 0,5 - 1 µm
(300 - 600 THz)
Interferometrie
optisch kohärente
Laufzeitbestimmung
Ultraschallwellen
λ = 0,1 - 1 mm
(0,3- 3 MHz)
Laufzeitmessung
optische Modulationslaufzeitbestimmung
(i.a. opt. inkohärent)
Bild 1: Messprinzipien zur berührungslosen Erfassung geometrischer Größen [Scw-5]