Tech Talk: Fringe <br>Technology

Tech Talk: Fringe
Technology

Es gibt verschiedene optische 3D-Messtechnologien zur Erzeugung einer Punktwolke. Wenn Sie jedoch nach sehr genauen Punktwolken suchen, ist nur eine Technologie wirklich geeignet: Blue Light Fringe Technology. Diese Technologie bietet mehrere Vorteile: Sie können eine komplette Oberfläche auf einmal scannen, Punktwolken können mit Mikropräzision erstellt werden und Ausreißer werden einfach gefunden und gefiltert. Auf diesen Grund wird diese Technologie eingesetzt in unserem val-IT Flex.

Wie funktioniert das? Sie benötigen zwei Kameras und einen Projektor. Der Projektor kann als “Rückwärts” -Kamera betrachtet werden, und die optische Auflösung entspricht normalerweise der Auflösung Ihres Messsystems. Die Kameraauflösung muss mindestens doppelt so hoch wie möglich sein, um die einzelnen Pixel des Projektors zu erkennen.

Die zweite Kamera wird zur Validierung verwendet. Mit einer Kamera und einem Projektor können Sie eine Punktewolke erzeugen. Aber dank der zweiten Kamera ist eine Validierung der Punktwolke möglich und Ausreißer können entfernt werden. Für genaue Messungen ist ein industrieller DLP-Projektor mit spezieller Optik erforderlich. Damit gehen keine Informationen aufgrund einer schlechten Leistung der Linse oder durch Änderungen in der Konstruktion verloren (zum Beispiel Wärmeunterschiede und Vibrationen). Normale Projektoren haben 100% Offset, schlechte Optik und kostengünstige LED-Controller. Sie können sich also vorstellen, dass einige technische Fähigkeiten erforderlich sind, um einen industriellen Projektor herzustellen.

Der Projektor erzeugt Projektorpixel, die von der Kamera gemessen werden sollen. Dies kann durch Kodieren aller Projektorpixel als eine Reihe von Bildern unter Verwendung von Grautonenkodierung erfolgen. Jedes Pixel erhält dann eine eindeutige Kennung, die die Kamera erkennen kann. Je nach Projektorauflösung sind je Aufnahme 20 bis 30 Grafiken mit Grautonenkodierung erforderlich.

Um die Genauigkeit von Projektorpixeln zu verbessern, betrachten wir Projektorwellen, bei denen die Genauigkeit Ihrer Messung von der Wellenfrequenz in Verbindung mit der Genauigkeit des Projektors resultiert. Zur Verbesserung benötigen Sie zwei Dinge: eine LED mit kurzer Wellenlänge (blaues Licht oder UV) und einen Projektor, der eine perfekte Sinuswelle erzeugen kann.

Wir projizieren eine bestimmte Sinuswelle mit dem Projektor. Aufgrund der minimalen Unterschiede in Z hat die gemessene sinusförmige Welle eine andere Frequenz. Durch Phasenverschiebung (3 – 10 Phasen) können die Frequenzen anderer optischer Effekte unterschieden werden, die Frequenz robust gemessen und Ausreißer gefiltert werden.

Für zuverlässige Ergebnisse ist eine radiometrische Kalibrierung für die Kameras und den Projektor erforderlich. Sie können mehr darüber im vorherigen Tech Talk Blog erfahren. Es gibt auch andere Techniken, die verwendet werden können, um die Genauigkeit Ihrer Messung zu erhöhen.

Jetzt sind die Submikron-Projektorpixel bekannt und damit wird alles einfacher. Sie können den Projektor als “Rückwärts” -Kamera verwenden und durch Lasertriangulation können Sie die Pixel in 3D-Positionen konvertieren. Die zweite Kamera dient dazu, Unterschiede zu erkennen, indem optische Effekte erkannt und bei Bedarf gefiltert werden.

Die Wartezeit bei der Streifen-Scantechnologie ist ungefähr eine Sekunde für alle aufzuzeichnenden Bilder. Während dieser Sekunde sollte sich das Objekt nicht bewegen, da selbst die kleinsten Vibrationen einen großen Einfluss auf die Genauigkeit der Punktwolke haben. Die große Menge an (~ 360 Millionen) Pixeln muss innerhalb einer Sekunde verarbeitet werden. Für eine solche Datenmenge verwenden wir die Parallelisierung mit Grafikkarten und CUDA.

Fazit: Mit einem Projektor und zwei Kameras ist es möglich, ein hochpräzises Messsystem zu erstellen, das für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden kann. Schauen Sie auf unsere Website um Beispiele hiervon zu finden.