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GeoWerkstatt-Projekt des Monats März 2020 – Virtuelle Referenzmarken

Projektion von Referenzmarken zur Erfassung von großvolumigen Messobjekten mittels Streifenlichtprojektion

GeoWerkstatt-Projekt des Monats März 2020

Projekt: Projektion von Referenzmarken zur Erfassung von großvolumigen Messobjekten mittels Streifenlichtprojektion

Forscher: Murat Ürün

Projektidee: Können projizierte Zielmarken die geklebten Alternativen für hochgenaue Vermessungen ersetzen?

Sie kommt an Tatorten, in der Gerichtsmedizin und in der Automobilindustrie zum Einsatz: Mit der Streifenlichtprojektion können Oberflächen von Objekten berührungslos dreidimensional erfasst werden, zum Beispiel neugefertigte Autokarosserien. Die entstandene 3D-Aufnahme kann anschließend mit einem CAD-Datenmodell verglichen werden, um Abweichungen festzustellen.

Allerdings können große Messobjekte nicht mit einem einzelnen Scan erfasst werden. Zum Teil sind Scans von bis zu 100 Teilbereichen notwendig, die anschließend digital zusammengesetzt werden. Damit das nahtlos möglich ist, werden an den Messobjekten, also z. B. an der Karosse, an verschiedenen Stellen Referenzmarken angebracht.

Im aktuellen Serienmessbetrieb dauert die gesamte Messung inklusive Auf- und Abrüstung, Messung und Auswertung drei Stunden, wobei das Anbringen der Referenzmarken allein 45 Minuten dauert. Um die Messung zeitlich zu verkürzen, ist die Idee dieses Projekts die Referenzmarken künftig auf das Objekt zu projizieren.

© IPI
Geklebte Referenzmarke (Bild links) im Vergleich zu einer projizierten Referenzmarke (Bild rechts).

Dafür wollen wir prüfen, welche Eigenschaften ein Projektor bieten muss, damit die vorhandenen Messsysteme Projektionen als Referenzmarken erkennen.

Des Weiteren ist es zwingend erforderlich, dass die projizierten Referenzmarken über die gesamte Messdauer ihre örtliche Lage exakt beibehalten. Sollten sich die Referenzmarken lokal verändern, scheitert die Transformation der einzelnen Scans. Für Messsysteme gibt es Toleranzen (DIN ISO Norm 10360), ebenso wie für die allgemeine Form- und Lagetoleranz von Bauteilen (DIN ISO 1101). Wir untersuchen – in Anlehnung an die Richtlinie VDI/VED 2617 – inwieweit sich projizierte Referenzmarken für die Streifenlichtprojektion eignen, ob die Toleranzklasse erfüllt und die erforderliche Genauigkeit erreichen wird.

© IPI
Geklebte Referenzmarken (Bild links) im Vergleich zu projizierten Referenzmarken (Bild rechts).
© IPI
Darstellung der Abweichungen beider Messungen mit Farblegende (rechts im Bild).