Masterarbeit am Fraunhofer IOSB

Das Fraunhofer IOSB ist Europas größtes Forschungsinstitut auf dem Gebiet der Bildgewinnung und -auswertung, wobei das Spektrum des Instituts noch weit über diese Themen hinausreicht. Es erstreckt sich von Beratung und Machbarkeitsstudien über die Entwicklung von Verfahren, Algorithmen, Software und Geräten, der Fertigung von Prototypen und Nullserien bis hin zur Inbetriebnahme und Unterstützung vor Ort. Die Abteilung Mess-, Regelungs- und Diagnosesysteme (MRD) befasst sich mit allen Fragen der Analyse und Modellierung technischer Systeme sowie deren Regelung, Automatisierung oder Optimierung.

Aufgabenstellung

Ein großes Themengebiet in der Abteilung MRD ist die Deflektometrie, ein Verfahren, welches aus der Beobachtung der Spie-gelbilder von bekannten Mustern/Szenen auf die Form der spiegelnden Oberfläche zurückschließt. Die möglichen Anwendungen erstrecken sich von Messungen oder Prüfungen von Oberflächen vom sub-mm- bis in den Meterbereich. Die native Messgröße der Deflektometrie ist die Neigung einer spiegelnden Oberfläche; damit eine Rekonstruktion der 3D-Daten möglich ist, müssen beide Richtungsableitungen der Oberfläche bestimmt werden. Dies geschieht üblicherweise durch Darstellen horizontaler und vertikaler Referenzstreifensequenzen auf einem Computermonitor und entsprechender Auswertung der geomet-rischen Strahlengänge. Ein Monitor eignet sich aber nicht, wenn z.B. mit UV-Licht gemessen werden soll, um die störende Re-flektion von der Rückseite eines im Sichtbaren transparenten Objekts zu unterdrücken. Hier kann man z.B. einen statischen Refe-renzschirm entsprechend vorbereiten und diesen dann verschieben; aber Verfahren mit geraden Streifenmustern eignen sich nicht gut für optische Komponenten, die meist kreisförmig sind. Die Arbeitsgruppe „Bildgestützte Messtechnik“ hat vor kurzem ein Verfahren entwickelt, die inhärente Rotationssymmetrie der meisten Optiken zu nutzen, um durch Drehung statt Verschie-bung einer Maske die notwendigen Messdaten zu gewinnen. Dieses Verfahren, das Streifenmuster in der Form mehrfacher, gegenläufiger logarithmischer Spiralen benutzt, soll in der Praxis erprobt und bewertet werden. Teilaufgaben sind:

• Einarbeitung in die Phasenmesstechnik und die Grundlagen der Deflektometrie
• Selbständige Durchführung der neuartigen Phasenmessungen mit Kamera und selbst hergestellten Referenzscheiben
• Optimierung der Codemuster mit zahlentheoretischen Methoden
• Bestimmung der Oberflächennormalen in Polarkoordinaten
• Anfertigen eines Entwurfs in Englisch für eine Veröffentlichung in einer begutachteten Zeitschrift

Was/wer erwartet Sie

Bei uns werden Sie Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Rahmen industrienaher Anwendungen leisten und können sich in verschiedenste Projekte zur Mess- und Prüftechnik mit einbringen. Dabei werden Sie von motivierten, erfahrenen MRD-Mitarbeitern in Deutsch oder Englisch betreut und arbeiten in einer Atmosphäre, die übereinstimmend als angenehm beschrieben wird. Wir laden insbesondere Frauen ein, sich über die Arbeit zu erkundigen, da wir den Frauenanteil in MRD weiter erhöhen wollen.

Themengebiete Signalverarbeitung, geometrische Optik
Studienrichtung Informatik, Mathematik, Physik
Voraussetzungen

• Gutes mathematisches Verständnis und Interesse an numerischen Methoden
• Sicherer Umgang mit Hardware beim Durchführen von Experimenten
• Grundkenntnisse in Python und/oder Mathematica (insbesondere Bildverarbeitung)

Ansprechpartner
Dr. Jan Burke
Fraunhofer IOSB, Mess-, Regelungs- und Diagnosesysteme MRD
Fraunhoferstraße 1, 76131 Karlsruhe, Tel.: 0721 / 6091 - 316
Mail: jan.burke@iosb.fraunhofer.de