Kabelloses optisches 3-D-Messsystem

Mit Kolibri CORDLESS bringt das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) einen handgeführten 3-D-Scanner für die 3-D-Qualitätssicherung und Digitalisierung auf den Markt, der Messungen beschleunigt und den Einsatz in der Produktionsumgebung ermöglicht.

Unter Verwendung LED-basierter Digitalprojektoren und schneller Kameras gelingt es, die nötigen Mustersequenzen in einer Zeit unter 150 ms zu projizieren, sodass Verwacklungen beim Führen des Sensorkopfes mit der Hand und damit Messartefakte weitgehend vermieden werden können.

Realisiert wird die flächenhafte Projektion durch Streifenmuster im Objektraum (Messraum) und die Aufzeichnung des Schnittlinienbildes der Intensitätsverteilung mit der Objektoberfläche mittels eines flächenhaften Detektors. Hierüber wird die bildhafte Triangulation der gesamten Messszene zur Bestimmung der 3-D-Koordinaten der Objektoberfläche berechnet.

Kernstück des »Kolibri CORDLESS« ist der Projektor im Sensorkopf, der das Streifenmuster auf das Messobjekt projiziert. Dieser arbeitet mit einer Geschwindigkeit von 60 Hz und ermöglicht somit extrem kurze Scannzeiten. Die Projektion geschieht mit platzsparenden LED-Leuchten, die hauptsächlich für das leichte Design und damit die Mobilität des Sensorkopfes verantwortlich sind.

Zum weiteren Aufbau des Sensorkopfes gehören zwei Kameras, die das Streifenmuster auf dem Messobjekt aufnehmen. Zur Weiterverarbeitung der Daten ist die Sensor-Einheit mit einem WLAN-Anschluss ausgestattet, der die Mobileinheit mit der ebenfalls kabellosen Basiseinheit (Laptop) verbindet. Somit kann das komplette Messsystem vollkommen mobil und »kabellos« genutzt werden.

Diese Eigenschaften ermöglichen einen flexiblen Einsatz der 3-D-Scanntechnik. Ebenso können mit dem System Messungen an schwer zugänglichen Bereichen durchgeführt werden. Das System eignet sich besonders für die Branchen Werkzeug- und Formenbau sowie Fahrzeug- und Automobilbau. Optional kann auch eine hochauflösende Erfassung der Farbe und der Textur durchgeführt werden.