20. Heidelberger Bildverarbeitungsforum

„3D-Sensorik und Bildanalyse”

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Mit dem Thema „3D-Sensorik und Bildanalyse“ hat das Heidelberger Bildverarbeitungsforum Anfang November ein Jubiläum gefeiert: Bereits zum 20. Mal lud die Initiative zu ihrer Vortragsreihe ein – diesmal in Zusammenarbeit mit der Fraunhofer-Allianz Vision am Standort Fürth, wo überwiegend Aufgabenstellungen der Röntgentechnik gelöst werden. Über 100 Teilnehmer aus Industrie, Forschung und Universität folgten den Ausführungen von sechs Referenten, die über aktuelle Trends dreidimensionaler bildgebender Systeme und die Analyse der damit gewonnenen komplexen Bilddaten berichteten.

Der Einsatz von Methoden der digitalen Bildverarbeitung ist in der industriellen Qualitätskontrolle heute zur Routine geworden. Mit Hilfe von Ultraschall-3D-Sensoren, 3D-Röntgen-Sensorik oder thermischen Verfahren kann sogar in Objekte „hineingesehen“ werden. Damit können auch Fehler im Inneren von Materialien schnell und zuverlässig gefunden werden. Davon konnten sich die Besucher bei einer Vorführung verschiedener Röntgensysteme nach den Vorträgen selbst überzeugen.

3D-Computertomographie
Nach der Veranstaltungseröffnung durch Dr. Norbert Bauer, Koordinator der Fraunhofer-Allianz Vision und Prof. Dr. Bernd Jähne, Leiter des Heidelberger Bildverarbeitungsforums, startete Dr. Randolf Hanke vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen in Fürth die Vortragsreihe mit einer Einführung in die 3D-Computertomographie. Dabei wurden zunächst die physikalischen Grundlagen dieser Technik erklärt und Anwendungsbeispiele geschildert: So kann zum Beispiel eine elektronische Leiterplatte in getrennten Rekonstruktionen von Ober- und Unterseite zuverlässig auf Fehler detektiert werden. Auch das Innenleben eines Hörgerätes lässt sich mit Hilfe der 3D-Computertomographie rekonstruieren. Der 3D-Rekonstruktion aus wenigen Röntgenbildern widmete sich Dr. Joachim Hornegger von Siemens in Forchheim. Besonders interessant war ein Einblick in den aktuellen Forschungsstand an Systemen für bewegte Objekte. Auch ein Herz kann so untersucht werden.
Prüfen mit Ultraschall und Thermographie
Dr. Volker Schmitz vom Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP Saarbrücken gab einen Überblick über Methoden und Grenzen der digitalen Bilderzeugung in der industriellen Qualitätskontrolle mit Ultraschall. Mit dieser Technik ist es möglich, in Objekte aus Kunststoff, Beton oder Stahl hineinzuschauen. Durch die Hinzuziehung von CAD-Modulen zu den Ultraschall-Abbildungsverfahren ist auch die Prüfung von komplex geformten Bauteilen möglich. Eine noch zu lösende Aufgabe ist die Datenerfassung, -verarbeitung und Darstellung in Echtzeit.
Das Thema „Thermographie zur zerstörungsfreien Prüfung“ wurde von Prof. Dr. Gerd Busse von der Universität Stuttgart vorgestellt. Zum einen stellte der Referent Möglichkeiten der Thermographie-Prüfung mittels Wärmeimpuls-Einkopplung durch Laser vor. Weiterhin wurde die Möglichkeit der Wärmeeinkopplung mir einem starken Ultraschallsignal beschrieben. Die unterschiedlichen Wirkungsweisen wurden anhand einiger Beispiele, etwa der Prüfung eines Flugzeugflügels, erläutert. Das Fazit des Referenten: Eine Prüfung mit Ultraschall ist zwar schneller als mit einem Wärmeimpuls, dafür benötigt man aber auch eine höhere Anregungsenergie. Vor einer Prüfung sollte man sich darum die Wahl der geeigneten Technik genau überlegen. Abhängige Faktoren sind dabei zum Beispiel die Materialeigenschaften oder die Größe des Prüflings.
Optische 3D-Sensoren
Prof. Dr. Gerd Häusler von der Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Optik, erläuterte Prinzipien und Anwendungen sowie Möglichkeiten und Grenzen der Prüfung mittels optischer 3D-Sensoren, die auf drei physikalischen Prinzipien basiert: Triangulation, Weißlichtinterferometrie auf rauen Oberflächen und klassische Interferometrie. Anwendungsbeispiele sind zum Beispiel die dreidimensionale Inspektion von Lötstellen, die Vermessung von Gebissen für die Herstellung von Zahn-Kronen oder das „3D-Klonen“ von Objekten.
Dr. Peter Schmitt vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen in Erlangen referierte zum Abschluss der Vortragsreihe über Lichtschnittverfahren zur Beulenprüfung und Erkennung von Reliefschriften bei Autoreifen. Mit einer Messgeschwindigkeit von einer Umdrehung pro Sekunde werden Beulen und Einschnürungen sowie der Rundlauf von Autoreifen geprüft. Dabei werden Beulen ab einer Höhe von 0,6 mm erkannt. Zukünftig soll auch die Reifenidentifikation mittels Schrifterkennung möglich sein. Das 21. Forum ist am 11. März an der Universität Mannheim mit dem Thema „Bildfolgeanalyse“. „Qualitätskontrolle mittels Bildverarbeitung“ ist das Motto des 22. Forums am 8. Mai auf der CONTROL in Sinsheim.
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