Ein verallgemeinertes Geometriemodell für das Streifenprojektionsverfahren zur optischen 3D-Koordinatenmessung

In der vorliegenden Arbeit wird ein neues, physikalisch basiertes Geometriemodell des Streifen projektionsverfahrens zur Umrechnung von Phasenmeßdaten in 3D-Koordinaten entwickelt. Es beschreibt flexible Meßanordnungen mit den wesentlichen Aufbaugrößen, wobei reale Eigenschaften
optischer Abbildungssysteme berücksichtigt werden. Der geometrische Zusanm1enhang zwischen Kamera und Projektor wird auf einfache Abhängigkeiten reduziert. Dadurch ist das Modell kompakt und in der Anwendung effektiv bei weitgehender Wahrung von Allgemeingültigkeit. Zur einheitlichen Beschreibung des Meßprinzips optischer Koordinatenmeßverfahren wird das Konzept der Meßsensitivität eingefülut und eine allgemeine Grundgleichung abgeleitet. Damit können unterschiedliche Meßanordnungen durch Gleichungssysteme einheitlicher Grundstruktur modelliert werden.
Für die praktische Anwendung des Geometriemodelles müssen die Modellparameter zuverlässig bestimmt werden. Dafür wird ein neues, modellbasiertes Kalibrierverfahren entwickelt, das die Modellparameter mit ausreichender Genauigkeit identifiziert. Aufgrund der Modellstruktur verringert sich die Anzahl der zu bestinu11enden Aufbaugrößen wesentlich und die Identifikationsaufgabe läßt sich auf einfach zu lösende lineare Probleme zurückfuhren. Durch Anwendung des neuen Geometriemodells und Kalibrierverfahrens wird ein reproduzierbar genaues und gleichzeitig mit vertretbarem Aufwand praktikables Fomuneßverfahren für komplex-strukturierte Objekte realisiert. Das Meßverfahren garantiert eine obere Grenze systematischer Koordinatemneßabweichungen, die unter dem durch die Phasemnessung gegebenen Rauschniveau liegt. Die durch das Auswerteverfahren gegebene Flexibilität bzgl. der Meßkomponenten ermöglicht eine optimale Anpassung der Meßanordnung an die Gegebenl1eiten des Meßobjektes.