Ziel der Entwicklung
Die Motivation hinter dem Vorhaben war die Entwicklung eines Verfahrens und eines Systems zur Aufnahme der Stirnfläche eines Prüfobjekts, also in senkrechter Projektion zu einer Referenzebene.
Die konkrete Zielvorgabe lautete folgendermaßen: Der Demonstrator erzeugt eine isometrische Abbildung ähnlich einem Orthofoto bzw. einer Orthogonalaufnahme in der Geodäsie, also einer verzerrungsfreien und maßstabsgetreuen Abbildung. Für den Demonstrator ist das aufzunehmende Volumen, in dem sich das Prüfobjekt befindet, senkrecht zur Aufnahmerichtung, umfasst eine Fläche von etwa einem Quadratmeter und besitzt eine Höhe von etwa 30 cm. Eine Skalierung dieses Messvolumens in allen Dimensionen ist prinzipiell möglich. Der Nachweis der Funktionalität erfolgte mithilfe eines Demonstrators. Für die Umsetzung wurden Standardkomponenten (components-off-the-shelf) verwendet. Adressiert werden Vermessungsaufgaben in der Genauigkeit zwischen Koordinatenmessgerät (KMG) und Geometriemessroboter. Für den Benutzer wurde die Bedienung einfach und selbsterklärend gestaltet, sodass spezielle Kenntnisse, die über das Grundverständnis von Vermessungsaufgaben hinausgehen, nicht erforderlich sind.
Vorteile und Lösungen
Das entwickelte Verfahren ermöglicht die Aufnahme von Orthogonalaufnahmen von (großformatigen) Objekten ohne Verwendung von telezentrischen Objektiven, da mit zunehmender Objektgröße prinzipbedingt auch der Einsatz von Objektiven mit größerer objektseitiger Linse notwendig wird.
Dabei werden handelsübliche Kameras mit „normalen“ (perizentischen) Objektiven und eine entsprechenden Aktuatorik (z.B. Linearachsen) verwendet. Im Falle des im Projekt entwickelten Demonstrators sind dies Linearachsen. Es sind aber auch komplexere Kinematiken, wie z.B. die von Industrierobotern möglich.
Da das Verfahren skalierbar ist, sind theoretisch beliebig große Messräume realisierbar.
Um die Parallelität der Lichtstrahlen, die zum Ergebnisbild zusammengesetzt werden, zu gewährleisten, wird bei jeder Aufnahme, die Verkippung der Messkamera bestimmt und die entsprechenden Pixel ausgewählt, die das Objekt abbilden und die zu einer Referenzorientierung parallel sind.
Zielgruppe und Zielmarkt
Der Anwendungsbereich ist allgemein die automatisierte, optische Qualitätssicherung. Alle Bereiche, in denen unter Verwendung telezentrischer Objektive in Bildern gemessen wird, können mit der entwickelten Technologie ausgestattet werden. Hierbei liegt der Fokus vorwiegend auf großformatigen Objekten, wo normalerweise die Grenzen telezentrischer Objektive erreicht werden, da diese mit zunehmender Objektgröße ebenfalls größere objektseitige Linsen benötigen und schnell zu einem prohibitiv wirkenden Kostenfaktor werden.
Der Anwender profitiert von der für jede Vermessungsaufgabe vorgebbaren Vermessungsgüte und -genauigkeit, die sich direkt in der Vermessungszeit niederschlägt. Darüber hinaus kann für jede Vermessung direkt vorgegeben werden, welche Bereiche untersucht werden sollen, wodurch die Vermessungszeit wiederum dramatisch verkürzt werden kann.
Der Transfer in die Anwenderunternehmen erfolgt über Partner. Hier sind direkte Vertriebspartner, die Messlösungen verkaufen, ebenso zu nennen, wie Linebuilder und Integratoren, die Messplätze in Produktionslinien ihrer Kunden integrieren. Dabei werden wirtschaftliche Effekte auf verschiedenen Ebenen erwartet. Neben dem Verkauf von Lizenzen sind kundenspezifische Anpassungen und Entwicklungsaufträge für spezielle Anwendungsfälle zu erwarten, z.B. wenn spezielle, alternative Aktuatorik eingesetzt werden soll. Ein mögliches Beispiel für die Anwendung des entwickelten Verfahrens ist die Stirnflächenvermessung in der Automobilentwicklung.
