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Deflektometrische Untersuchungen mit inversen Mustern

Konferenzbeitrag

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Autoren:

Stefan Werling
Jürgen Beyerer

Quelle:

Tagungsband des XX. Symposiums des Arbeitskreises der Hochschullehrer für Messtechnik, Shaker-Verlag, 2006.



Der Einsatz von inversen Mustern zur schnellen und robusten Prüfung spiegelnder Freiformflächen wird vorgestellt. Beobachtet man bekannte Muster, die z.B. über ein LC-Display dargestellt werden, über eine spiegelnde Oberfläche, erscheinen diese dem Betrachter deformiert und verzerrt. Deflektometrische Verfahren versuchen aus der Kenntnis der originalen und der deflektierten Muster auf Eigenschaften der Oberfläche, insbesondere auf deren Gestalt, zu schließen. Dieses inverse Problem ist schlecht gestellt, worauf kurz eingegangen wird. Darüber hinaus bedarf es der Kenntnis einer so genannten Abbildungsfunktion, d.h. der Zuordnung eines Punktes des Musters (z.B. eines bestimmten LCD-Pixels) zum zugeordneten Empfängerpunkt. Um diese Zuordnung zu erreichen, werden im Allgemeinen die Punkte des Musters codiert. Diese aufwän-digen Codierverfahren sind auf Grund der Notwendigkeit, umfangreiche Bild-sequenzen aufzunehmen, für die takthaltende Prüfung im industriellen Umfeld nur bedingt geeignet. Mittels bekanntem 3D-Modell des Prüfobjekts bzw. Messung an einem Referenzobjekt können vorab so genannte inverse Muster berechnet werden. Diese Muster erzeugen über die Abbildung des Prüfobjekts unverzerrte Muster in der Kameraebene. Damit ist die Oberflächentopographie im inversen Muster implizit vorhanden. Die automatische Oberflächenprüfung beschränkt sich jetzt auf die Auswertung eines Bildes, womit ein deutlicher Geschwindigkeitsvorteil zu den bisherigen Verfahren erzielt wird.