3D-Technologien auf dem Vormarsch ... - GIT Verlag
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Darstellung der <strong>3D</strong>-Koordinatensysteme und Laserpunktraster<br />
im <strong>3D</strong>-Modell<br />
züglich der Robustheit und<br />
Erhöhung der Messgenauigkeit<br />
des Gesamtsystems.<br />
Eindeutige <strong>3D</strong>-Modelle<br />
Die herausragende Eigenschaft<br />
von Scorpion Vision ist<br />
die Fähigkeit, <strong>3D</strong>Bilder und<br />
Punktwolken (ein Satz von<br />
<strong>3D</strong>Koordinaten) zu erstellen.<br />
Die Software verfügt über<br />
Werkzeuge, um Objekte und<br />
andere geometrische Merkmale<br />
mit Hilfe echter <strong>3D</strong>Koordinatensysteme<br />
und <strong>3D</strong>Visualisierung<br />
zu ermitteln.<br />
Bei der Prüfung der Querlenker<br />
werden die vom Laser<br />
projizierten Punktraster im<br />
Bild über entsprechende Algorithmen<br />
lokalisiert und die<br />
x, yKoordinaten der Laserpunkte<br />
direkt in ein „Create<br />
PointCloudTool“ in Scorpion<br />
importiert.<br />
Das Tool nutzt wahlweise<br />
Korrelationsverfahren oder<br />
einfache Binarisierung zur<br />
Ermittlung der korrespondierenden<br />
Punkte in den jeweiligen<br />
Bildern. Wegen der unterschiedlichen<br />
Bildfelder der<br />
drei Kameras werden die Laserpunkte<br />
in den jeweiligen<br />
Bildern an unterschiedliche<br />
Positionen dargestellt. Dies<br />
ermöglicht die Erstellung eines<br />
<strong>3D</strong>Modells. Eine Reihe<br />
von einschränkenden Parametern<br />
schließen Mehrdeutigkeiten<br />
im <strong>3D</strong>Modell aus.<br />
Transformation der<br />
Koordinaten systeme<br />
Ausgehend von der durchgeführten<br />
<strong>3D</strong>Kalibrierung besitzt<br />
das System ein gemeinsames<br />
<strong>3D</strong>Koordinatensystem.<br />
Das Koordinatensystem an der<br />
ersten Prüfposition ist als globales<br />
<strong>3D</strong>Koordinatensystem<br />
www.inspect-online.com<br />
definiert. Sobald das Kamerasystem<br />
an eine andere Position<br />
bewegt wird, wird das lokale<br />
Koordinatensystem in das<br />
globale System umgerechnet,<br />
welches den Koordinaten der<br />
Positioniereinheit entspricht.<br />
Daraus können einzelne<br />
Punkte oder Punktwolken an<br />
verschiedenen Positionen mit<br />
<strong>dem</strong> identischen globalen <strong>3D</strong><br />
Koordinatensystem erstellt<br />
werden. Sie können alle in einem<br />
einzigen <strong>3D</strong>Modell dargestellt<br />
und vermessen werden.<br />
In dieser Anwendung werden<br />
die Ebene der Lagerbuchse<br />
und die Ebene des Querlenkers<br />
aus zwei Punktwolken ermittelt.<br />
Da beide im identischen,<br />
globalen Koordinatensystem<br />
dargestellt werden, kann der<br />
Winkel der beiden Ebenen zueinander<br />
unmittelbar errechnet<br />
werden.<br />
Neue <strong>3D</strong>Koordinatensysteme<br />
können basierend <strong>auf</strong><br />
<strong>dem</strong> globalen <strong>3D</strong>Koordinatensystem<br />
im Modell errichtet und<br />
<strong>auf</strong> die Daten eines 2DBildes<br />
bewegt werden. Ebenso können<br />
Koordinatensysteme in<br />
verschiedene Ebenen transformiert<br />
werden. Solche <strong>3D</strong>Koordinatensysteme<br />
können auch<br />
durch sog. Eulersche, PRY<br />
oder QuaternionBerechnungen<br />
an jede Position im Bild<br />
transformiert werden. Diese<br />
Technik wird bereits seit langem<br />
erfolgreich in <strong>3D</strong>Roboteranwendungen<br />
praktiziert.<br />
2D- und <strong>3D</strong>-Messtechnik<br />
kombiniert<br />
Hochgenaue Vermessungen<br />
in 2DBildern erfordern, dass<br />
die Kamera exakt senkrecht<br />
zur Messebene ausgerichtet<br />
sein muss. Falls dies nicht gewährleistet<br />
werden kann, benötigt<br />
man die Information<br />
VISIOn<br />
Lagerbuchse mit lokalem <strong>3D</strong>-Koordinatensystem<br />
über den aktuellen Winkel<br />
zwischen optischer Achse der<br />
Kamera und der Messebene.<br />
Zu diesem Zweck stellt Scorpion<br />
eine weitere leistungsfähige<br />
Funktion zur Verfügung,<br />
die es ermöglicht ein <strong>3D</strong>Koordinatensystem<br />
mit einem<br />
2DBild zu kombinieren.<br />
Für die Lagerbuchse in der<br />
beschriebenen Prüf<strong>auf</strong>gabe<br />
wird die Ebene des Lagerdeckels<br />
im Raum bestimmt und<br />
das daraus resultierende <strong>3D</strong><br />
Koordinatensystem in das 2D<br />
Bild der Kamera transformiert.<br />
Damit wird ein<br />
virtuelles Kamerabild generiert,<br />
das <strong>dem</strong> senkrechten<br />
Blick <strong>auf</strong> die Lagerbuchse<br />
entspricht. Ebenso wird bei<br />
der zweiten Lagerbuchse verfahren.<br />
Damit können die in<br />
Scorpion standardmäßig vorhandenen<br />
2DMesswerkzeuge<br />
mit deutlich höherer Genauigkeit<br />
für die Vermessung der<br />
geometrischen Daten eingesetzt<br />
werden. Exakte 2D<br />
Messgrößen aus den Bildern<br />
aller drei Kameras erzeugen<br />
so hochgenaue <strong>3D</strong>Koordinaten<br />
der Bohrung der beiden<br />
Lagerbuchsen. Auf diese Weise<br />
kann die <strong>3D</strong>Abmessung zwischen<br />
diesen Punkten mit der<br />
geforderten Messgenauigkeit<br />
ermittelt werden.<br />
� Autoren<br />
Helge Jordfald, Marketing<br />
Manager, Tordivel<br />
Dr.-Ing. Eberhard Fischer,<br />
Polytec<br />
� Kontakt<br />
tordivel aS, Oslo, norwegen<br />
tel.: 0047/2315/870-0<br />
office@tordivel.no<br />
www.scorpionvision.com<br />
Polytec Gmbh, waldbronn<br />
tel.: 07243/604-0<br />
bv@polytec.de<br />
www.polytec.de/bv<br />
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(Tracking)<br />
• Qualitätssicherung<br />
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Halle 4A, Stand 4A-139<br />
www.sensopart.de
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