Dirk Berndt Livres

Der Leitfaden zu Bildverarbeitungssystemen in der Sicherheits- und Verkehrstechnik gibt einen Überblick über den momentanen Stand der Technik in diesem Bereich. Behandelt werden Themen aus den Bereichen Verkehr und Automobil, Personen, Schienen und FLugzeug: Spurführungsassistenz für Straßenfahrzeuge, Sicherheit am Arbeitsplatz, Gesichtserkennung, Überwachung durch selektive, adaptive Objektverfolgung, Gefahrraumüberwachung für Schienenfahrzeuge, Räumungsprüfung zur Innenraumüberwachung von Schienenfahrzeugen, Zeichenerkennung, Geometrieprüfung von Eisenbahnradsätzen, Ortung von „Heißläufern“ an Schienenfahrzeugen, Röntgenprüfung von Gussteilen, Unterbodeninspektion von Kraftfahrzeugen, Prüfung der Nietverbindungen in der Flugzeugrumpfschalenmontage, Thermographie zur Prüfung der Tragflächen von Segelflugzeugen, Absicherung von Dokumenten, Rekonstruktion beschädigter und zerissener Dokumente, Bewertung von Bildern und Leistungsoptimierung bei Bildverarbeitungssystemen für die Sicherheitstechnik.

Die exakte Einhaltung geometrischer Abmessungen spielt bei der Qualitätssicherung in der Produktion eine große Rolle. Die Vermessung mit mechanischen Lehren oder Koordinatenmessmaschinen ist extrem zeitaufwändig und kann deshalb meist nur an Stichproben vorgenommen werden. Mithilfe der berührungslosen optischen Messtechnik können dieselben Messungen schon jetzt in einem zehntel bis einem tausendstel der bisher benötigten Zeit durchgeführt werden. Diese hohen Messgeschwindigkeiten und die in der Regel günstigen Systemkosten eröffnen der optischen Messtechnik ein breites Anwendungsspektrum. Der vorliegende Leitfaden bietet zunächst einen Überblick über die grundlegenden Verfahren der optischen 3-D-Messtechnik: vorgestellt werden das Lichtschnittverfahren, die Streifenprojektion, die Photogrammetrie und die Interferometrie. Im Hauptteil verdeutlichen Anwendungsbeispiele aus der industriellen Praxis die Funktionsprinzipien und Einsatzmöglichkeiten der Technologie.

In der Fertigung besteht der Bedarf nach einer schnellen, robusten und berührungslosen Möglichkeit zur dreidimensionalen Vermessung. Die Anforderungen an die Genauigkeit reichen dabei von rein qualitativen Daten bis zu hochgenauen Messungen im Mikrometerbereich. Der praktische Einsatz dieser Messtechnik wird jedoch dadurch erschwert, daß für verschiedene Anwendungsfälle verschiedene Messverfahren notwendig sein können. Von Bedeutung sind hierbei die Reflexionseigenschaften des Prüflings, die Komplexität und Struktur der Oberfläche, die Größe des Messvolumens und nicht zuletzt die Anforderung an die Genauigkeit. Der Leitfaden bietet einen Überblick über die wichtigsten Messverfahren und erläutert die Prinzipen und Möglichkeiten dieser Techniken anhand von relevanten Beispielen. Ein ausführlicher Abschnitt ist der für die meisten Verfahren notwendigen speziellen Beleuchtung gewidmet. Neue Entwicklungen auf diesem Gebiet tragen maßgeblich zur Praxistauglichkeit der optischen Verfahren bei. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt ist die Bedienerfreundlichkeit der Systeme.

Die steigenden Anforderungen nach einer über alle Prozessstufen des Produktionsprozesses begleitenden Qualitätssicherung machen die Erfassung dreidimensionaler Geometriemerkmale zu einer immer häufigeren Messaufgabe. Neue Sensorprinzipien entstehen, die Sensoren werden immer leistungsfähiger und die Integration der Sensoren direkt in den Fertigungsprozess, in Sondermesssystemen und in die Koordinatenmesstechnik schreitet schnell voran. In der dimensionalen Messtechnik werden zunehmend optische Sensoren eingesetzt, da sie berührungslos und schnell messen. Eine große Klasse optischer Sensoren misst nach dem Triangulationsprinzip, bei dem der Messpunkt aus zwei verschiedenen Richtungen beobachtet bzw. beleuchtet wird. Die vorliegende Arbeit gibt einen systematischen Überblick über triangulationsbasierte, optische Messverfahren und die Konzeption darauf basierender komplexer Sensorverbünde. In Kombination mit mechanischen Bewegungssystemen wird systematisch gezeigt, wie daraus komplexe Messsysteme konzipiert und realisiert werden. Entsprechend des Produktlebenszyklus werden die Schritte vom Entwurf einer Messvorrichtung bis zur Realisierung beschrieben. Anhand praktischer Anwendungen werden die zuvor beschriebenen Methoden demonstriert.