Modulare Baureihe
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
• Nach Abschluss der Bildvorverarbeitung liegen von allen Störeinflüssen befreite Teilbilder eines Stereobildes vor. Die Kanten des Spaltes sind nun auf nur noch ein Pixel breite, exakte Linien reduziert; sie sind die Basis für die photogrammetrische Analyse und die Ermittlung des Spaltverlaufs im dreidimensionalen Raum.
• Vor der eigentlichen Messung werden die Abbildungseigenschaften der Kameras im Rahmen einer Kalibrierung durch die wiederholte Aufnahme eines Kalibrier- Artefaktes und anschließend angewandte mathematische Ausgleichsverfahren bestimmt. Die Genauigkeit dieser Kalibrierung liegt im Subpixelbereich.
• Nun lässt sich jeder auf dem Kamerachip erfasste Bildpunkt einer so genannten Sichtlinie (Epipolare) im Raum zuordnen. Durch eine Berechnung der Kreuzungspunkte der Sichtlinien der ersten und zweiten Kamera des Stereokamerasystems im Bereich der Spaltkanten sind diese im Computer dreidimensional rekonstruierbar.
Die Bahn des Sensors
Nachdem die Stereokamera die zu verfolgenden Kanten beidseits des Spaltes mittels photogrammetrischer Auswertung gefunden hat, wird die große Menge der gewonnen Kantenpunkte zu zwei Ketten von Kantenpunkten ausgedünnt, die Abstände von einigen Millimetern haben. Der Abstand der Kantenpunkte ist als Systemparameter einstellbar und an die speziellen Eigenheiten des Objektes anpassbar. Resultat sind zwei Ketten von Messpunkten, von denen jeder durch x-, y- und z-Koordinaten, die im Koordinatensystem der Stereokamera gemessen wurde, beschrieben wird. Aufgrund der zuvor erfolgten Kalibrierung ist die Lage der Stereokamera relativ zum Handflansch des Roboters bekannt.
Für die Messung mit dem Lichtschnitt- Doppelsensor ist ein in der Robotik übliches Tool-Center-Point-Koordinatensystem (TCP) definiert: Es beschreibt die optimale Lage und Orientierung des Objektes für den Lichtschnitt-Doppelsensor. Wenn also die Mitte des Spaltes sich exakt im TCP befindet und das TCP Koordinatensystem mit dem Spalt ausgerichtet ist, liefert die Lichtschnitt-Messung die besten Ergebnisse für Gap and Flush.
Die beiden Messpunktketten sind die Basis für die Bahnberechnung. Eine der beiden Seiten wird zur Führungskante erklärt bei einer geschlossenen Bahn ist dies immer die innen liegende, da diese Kante auch bei Abzweigungen unterbrechungsfrei verläuft. Eine solche Abzweigung liegt beispielsweise an der B-Säule vor, bei der der Spalt zwischen der vorderen und der hinteren Tür in den Dachspalt einmündet. Wenn die Messung immer an der inneren Kante weitergeführt wird, folgt sie der Tür, an der begonnen wurde. Die Vorgabe einer Startrichtung sorgt dafür, dass eine Tür im Uhrzeigersinn oder aber im Gegenuhrzeigersinn umrundet wird.
Das weitere Vorgehen sieht folgendermaßen aus: Nach der Auswahl eines Startpunktes auf der Führungskante sind die beiden geometrisch nächstliegenden Punkte auf der gegenüberliegenden Kante (Außenkante) zu ermitteln. Diese drei Punkte bilden nun ein im Spalt liegendes Dreieck, das die Position und Orientierung des Spaltes beschreibt. Hieraus wird ein in Spaltrichtung verlaufender mittiger Vektor konstruiert. Da aus den Messpunktketten mehrere solcher Dreiecke gewonnen werden, liegen auch mehrere dieser in der Spaltmitte liegenden Richtungsvektoren vor. Die Bahnplanung für den Roboter wird nun so durchgeführt, dass der TCP an diesem Spaltmitten-Vektor entlang geführt wird und die y-Achse des TCP-Koordinatensystems in Bewegungsrichtung weist.
