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VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA)

Fachbereich 3 Fertigungsmesstechnik

Fachausschuss 3.32 Optische 3-D-Messtechnik

Der Fachausschuss 3.32 Optische 3-D-Messtechnik ist ein gemeinschaftlicher Ausschuss des VDI und der DGPF (Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie und Fernerkundung e.V., Arbeitskreis Nahbereichsphotogrammetrie). Er wurde im Juni 1996 gegründet.

Fachliche Schwerpunkte

  • Kalibrierung, Abnahme und Überwachung von optischen 3-D-Messsystemen
  • Erstellung von Richtlinien zur Abnahme und Überwachung von optischen 3-D-Messsystemen
  • Betrachtungen zur Messunsicherheit
  • Photogrammetrische Systeme
  • Flächenhaft antastende Systeme (Streifenprojektion)

Ziele der Arbeiten

  • Neutrales Fachgremium zum Erarbeiten von Richtlinien
  • Kommunikation mit anderen Fachgremien
  • Erfahrungsaustausch der Mitglieder
  • Förderung der industriellen Umsetzung
  • Initiierung wissenschaftlicher Untersuchungen

Ergebnisse und Stand der Arbeiten

Die Richtlinien können über den Beuth-Verlag, 10772 Berlin, Fax-Nr. +49 (0) 30/2601-1231 bezogen werden.

Leitung des Fachausschusses

Vorsitzender:
Dr. Marcus Petz, TU Braunschweig


Stellvertretender Vorsitzender:
Dr. rer. nat. Daniel Heißelmann, PTB Braunschweig

Optische 3-D-Messtechnik

Der Unterausschuss "Optische 3-D-Messtechnik" befasst sich vorrangig mit der Erarbeitung von Richtlinien zur Abnahme und Überwachung von optischen 3-D-Messsystemen. Darunter werden berührungslos arbeitende optische Messsysteme verstanden, die ohne mechanische Messeinrichtungen 3-D-Koordinaten von industriellen Objekten erzeugen. Optische Tastköpfe an 3-D-Koordinatenmessgeräten fallen nicht unter diese Rubrik. Optische 3-D-Messsysteme dringen zunehmend in die industrielle Praxis. Die aus der Koordinatenmesstechnik bekannten Richtlinien zur Abnahme und Überwachung (VDI 2617) beschreiben die besondere Problematik von berührungslosen 3-D-Messsystemen nur unvollständig und können daher in der Praxis nur bedingt angewendet werden. Daher bemüht sich dieser Ausschuss, geeignete Richtlinien für heutige und zukünftige optische 3-D-Messsysteme zu entwickeln.

Der Unterausschuss gliedert sich in zwei Arbeitsgruppen:

AG 1: Mobile 3-D-Messsysteme

Unter Mobilen 3-D-Messsystemen werden hier zunächst photogrammetrische Messsysteme verstanden, die zum Messobjekt transportiert werden können. Man unterscheidet im wesentlichen Offline-Systeme (sequentielle Bildaufnahme vor Ort, anschließende Auswertung) und Online-Systeme (simultane Bildaufnahme mit mindestens zwei Kameras, sofortige Auswertung und Erzeugung der 3-D-Koordinaten).

Photogrammetrische 3-D-Messsysteme für die industrielle Messtechnik arbeiten nach dem Prinzip der Mehrbilderfassung beliebiger Objekte. Diese können künstlich mit Zielmarken signalisiert sein. Die räumliche Punktbestimmung geschieht über die Identifizierung korrespondierender(homologer) Bildpunkte in beliebig vielen Bildern, deren Lage und Orientierung im Raum (äußere Orientierung) und deren zugehörige Kameraparameter (innere Orientierung) mitbestimmt werden. Die Bildaufnahme kann auf analoge oder digitale Weise geschehen.

Im industriellen Bereich werden vor allem punktweise Messungen vorgenommen. Es ist aber auch möglich, geeignet strukturierte Freiformflächen zu bestimmen. Das Messvolumen ist prinzipiell nicht begrenzt.

AG 2: Stationäre Messsysteme für flächenhafte Messwertaufnahme

Unter die flächenhaft antastenden Messsysteme gehören vor allem die Systeme und Verfahren, die mit Hilfe eines flächenhaft auf die Objektoberfläche projizierten Musters (z.B. Streifenmuster) über eine Phasenmessung die 3-D-Koordinaten von Freiformoberflächen bestimmen.
Häufig sind diese Systeme stationär, d.h. das Messobjekt wird zum Messsystem transportiert. Streifenprojektionsverfahren können mit photogrammetrische Verfahren kombiniert werden, z.B. zur Kalibrierung von Kameras und Projektoren sowie zur Orientierung und Verknüpfung räumlicher Aufnahmeanordnungen zur Aufnahme größerer Objekte.