3D- löst künftig 2D-Bilderfassung ab

Verfahren zur berührungslosen optischen Oberflächenvermessung dreidimensionaler Objekte gewinnen zunehmend an Bedeutung. Eine Tatsache, der jetzt auch die Genicam (Generic Interface for Cameras) Standard-Gruppe Rechnung trägt. Das Komitee, wird nun auch 3D-Sensoren in den Standard einbeziehen.

In der Vergangenheit kamen 3D-Verfahren auf Basis von Laserlinien und strukturiertem Licht, in Kombination mit Flächensensorkameras, zum Einsatz. Jetzt verfolgen Anbieter von Bildverarbeitungssystemen mit der Stereo-Technologie einen neuen technologischen Ansatz. Hier erfolgt die Bestimmung von Eigenschaften dreidimensionaler Objekte aus den Bildern von mindestens zwei Kameras.

Durch Fusion zweier hochwertiger trilinearer Zeilenkameras mit einer Bildauflösung von bis zu 7300 Pixel pro Zeile und modernster Grafikprozessor-Technologie ist es Chromasens gelungen, mittels stereoskopischer Erfassung der Vorlage und anschließender Bildkorrelation Höheninformationen in sehr hoher Genauigkeit in Echtzeit zu ermitteln und darzustellen. Die Höhenmessgenauigkeit liegt im Bereich von 1/5 – 1/10 der Objektpixelgröße. Bei einer optischen Auflösung von 100 μm je Pixel entspricht dies einer Höhenauflösung von 10 μm.

„3D-Lösungen auf Basis moderner Farbzeilenkameras sind heute bereits in der Lage, bei der Erfassung von Oberflächenprofilen eine drei- bis vierfach höhere Genauigkeit zu liefern als traditionelle 3D-Lösungen mit Flächenkameras. Diese verfügen typischerweise über Auflösungen von 1K x 1K oder 2K x 2K Pixeln“, erklärt Klaus Riemer, Produkt Manager 3D bei Chromasens. Und das Potenzial dieses Verfahrens ist noch lange nicht ausgereizt. Nach seiner Ansicht wird die Leistungsexplosion bei CPUs und Grafikprozessoren in Zukunft die Entwicklung noch weit komplexerer 3D-Algorithmen ermöglichen.

„Wenn es uns gelingt, immer komplexere 3D-Algorithmen in Echtzeit zu berechnen, werden 3D-Anwendungen in erheblichen Umfang heute betriebene 2D-Anwendungen ersetzen“, ist Riemer sicher. Bisher musste sich der Anwender entscheiden, ob 2D oder 3D für seine Anwendung die optimale Lösung ist, oder er musste zwei verschiedene Kamerasysteme (2D und 3D) zur Inspektion für das gleiche Produkt einsetzen. Das von Chromasens entwickelte Stereoverfahren verbindet 2D- mit 3D-Bildverarbeitung, da die 2D-Stereobilder gleichzeitig die Grundlage für die 3D-Berechnungen sind. Dieser Ansatz ermöglicht somit die kombinierte Auswertung von 2D- und 3D-Bildern.

Zur Vision erweitert Chromasens seine 3DPIXA-Kamerafamilie. Interessenten können dann zwischen der Produktlinie 3DPIXA-C (für Erfassungsbreiten bis 100 mm) und der 3DPIXA-D (für Erfassungsbreiten bis 500 mm) wählen. Die lateralen Auflösungen beider Produkte liegen zwischen 5 und 70 μm.

Chromasens, Halle 1, Stand C61