Bei der optischen Inspektion von spiegelnden Oberflächen wird die Deflektometrie eingesetzt. Mittels eines robotergeführten Sensorkopfes können auch Oberflächen untersucht werden, für die der Messbereich des Sensors zu klein ist, indem mehrerer Messungen mit unterschiedlichen Konfigurationen ausgeführt werden. Diese Arbeit untersucht das Problem der automatisierten Bestimmung optimaler Konfigurationen für eine vollständige Oberflächeninspektion mittels probabilistischer Planungsverfahren. Deflectometry is the method of choice for the optical inspection of specular surfaces. Surfaces, for which the measurement range is too small, can be fully inspected through a roboter-guided sensor by taking measurements with different configurations. This work is concerned with the problem of automatically determinining optimal configurations for a complete inspection by means of probabilistic planning methods.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Es werden zwei Modelle entwickelt und evaluiert, die Wahrnehmungsgrenzen kleiner Formabweichungen auf spiegelnden Oberflächen beschreiben. Beide Modelle berücksichtigen die gespiegelte Umgebung und führen die Wahrnehmungsgrenzen auf die Winkelauflösung des menschlichen Auges zurück. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist die Erweiterung der Modelle auf Oberflächenrauheiten und -welligkeiten. Die vorhergesagten Wahrnehmungsgrenzen werden mit den Daten zweier Wahrnehmungsstudien verglichen. Two models are developed and evaluated, which describe perception limits of small form deviations on specular reflecting surfaces. Both models take into account the reflected environment and attribute the limits of perception to the angular resolution of the human eye. A further goal of this work is the extension of the models to surface roughness and waviness. The predicted perception limits are compared with the data of two perception studies.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Die Infrarotdeflektometrie macht sich zu nutze, dass an Oberflächen, welche im sichtbaren Spektrum diffus erscheinen, im thermischen Infrarotspektrum eine deutliche Reflexion erzielt wird und so eine deflektometrische Inspektion ermöglicht wird. Diese Arbeit befasst sich mit dem Problem der Erzeugung der notwendigen thermischen Codemuster. Zur Auswertung werden entweder etablierte Verfahren an die Mustererzeugung angepasst oder neue Verfahren präsentiert. Thermal infrared deflectometry is based on the effect that rough surfaces, although having a dull appearance in the visual spectrum, exhibit a specular reflection in the thermal infrared spectrum and therefore enabling surface inspection with the method of deflectometry. This work covers the problems of generating the required thermal code patterns. The evaluation either adapts established methods from deflectometry, or new methods are introduced.
Aktualisiert: 2021-02-11
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This thesis discusses deflectometry as a reconstruction method for highly reflecting surfaces. It focuses on deflectometry alone and does not use other reconstruction techniques to supplement with additional data. It explains the measurement process and principle and provides a crash course into an efficient mathematical representation of the principles involved. Using this, it reformulates existing three-dimensional reconstructing methods, expands upon them and develops new ones.
Aktualisiert: 2021-02-11
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Sowohl bei der Fertigung industrieller Zwischenprodukte als auch bei der Produktion von Konsumgütern treten vielerlei glänzende bzw. spiegelnde Oberflächen auf. Während bei technischen spiegelnden Oberflächen, wie z.B. Press- bzw. Gusswerkzeugen oder optischen Bauelementen, die Funktionalität des Werkstücks durch Oberflächendefekte gefährdet ist, stehen bei Produkten für den Endkunden, wie z.B. Armaturen, Musikinstrumenten oder lackierten Autokarosserien, ästhetische Aspekte im Vordergrund. Gerade im Bereich der Automobilindustrie sind die Qualitätsansprüche der Endkunden in den letzten Jahren enorm gestiegen, so dass marktübliche Verfahren zur Qualitätssicherung allmählich an ihre Grenzen stoßen. Ein Messverfahren, das den gestiegenen Anforderungen an Genauigkeit und Geschwindigkeit weitgehend gerecht wird, ist die Deflektometrie. Sie ist dem menschlichen Verhalten beim Prüfen spiegelnder Oberflächen nachempfunden. Aufbauend auf dem deflektometrischen Messprinzip wurden im Rahmen dieser Arbeit Algorithmen entwickelt, welche die Planung eines deflektometrischen Messaufbaus automatisieren. Für eine präzise Messung geringer Krümmungsänderungen wurden darüber hinaus Methoden vorgestellt, welche die Phase der optischen Abbildungsfunktion analysieren. Weiterhin wurden Verfahren entwickelt, welche die punktweise Fokusänderung messen. Diese zeichnen sich durch eine hohe Geschwindigkeit aus und ermöglichen eine empfindliche Erkennung von Defekten mit geringer lateraler Ausdehnung (Blasen, Einschlüsse) in Echtzeit. Die Leistungsfähigkeit der entwickelten Verfahren wurde dabei nicht nur in Simulationen demonstriert, sondern auch an Hand von realen, industrierelevanten Oberflächen, wie Karosserieteilen, Linsen und Spiegeln.
Aktualisiert: 2021-02-11
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