High-speed 3-D-Messtechnik durch LED-basierte Multi-Apertur-Musterprojektion

Fraunhofer-Allianz Vision

Arrayprojektor Gesamtansicht 
Arrayprojektor Gesamtansicht

Die 3-D-Messung von schnellen Prozessen erfordert schnelle 3-D-Sensorik. Der neue High-Speed 3-D-Sensor unter Nutzung von Prinzipien der Streifenprojektion basiert auf einem neuartigen Multi-Apertur-Arrayprojektor, der die Projektion der Mustersequenzen für die 3-D-Bildaufnahme durch das rein elektronische Schalten einer Vielzahl von einzelnen LED-Quellen ermöglicht. Dadurch können Streifenmuster und binäre Muster mit extrem schneller Folge generiert werden. Bei Verwendung von Hochgeschwindigkeitskameras werden Bildraten von 400 bis zu 1.000 Aufnahmen pro Sekunde erreicht. Die Schaltzeit zwischen verschiedenen Mustern wird dabei nur noch durch die LED-Umschaltelektronik limitiert. Das Projektionssystem enthält keine beweglichen Teile und erlaubt durch die extrem kompakte Bauform des Array-Projektors eine mechanisch robuste, monolithische Sensorausführung. Gleichzeitig führt diese neuartige Bauweise gegenüber klassischer Projektion zu vielfach höherer Lichtintensität bei gleicher Baugröße. Das Messsystem ermöglicht die dreidimensionale Vermessung von schnellen Vorgängen, wie bewegter Objekte z. B. in Fließprozessen, Fertigungsprozessen und von bewegten Personen. Weiterhin sind auch handgeführte Messregime möglich.

System-Parameter

  • Baugröße 3-D-Sensor: 21 cm x 15 cm x 5 cm
  • Baugröße Arrayprojektor: 13,5 cm x 15 cm x 2,8 cm
  • Projektionsabstand: 1 m
  • Bildrate: 400 – 1.000 Bilder pro Sekunde
  • Messfeld: 250 mm x 250 mm (weitere auf Anfrage)
  • Leistungsaufnahme: ca. 100 W
  • Lichtstärke: > 1.000 Lumen
Schematische Anordnung des 3-D-Sensorsystems mit Messobjekt 
Schematische Anordnung des 3-D-Sensorsystems mit Messobjekt

Bildquelle

  • Fraunhofer IOF

Aktualisierungsdatum

27.03.2012

Anlass

Fraunhofer Vision auf der Control 2012