deflektometrie ein messverfahren für spiegelnde oberflächen · Überdenvortragenden...
TRANSCRIPT
![Page 1: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/1.jpg)
DeflektometrieEin Messverfahren für spiegelnde Oberflächen
Dr. Alexander Zimmermann
FORWISS · Universität PassauInstitut für Softwaresysteme in technischen Anwendungen der Informatik
19. Oktober 2017
![Page 2: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/2.jpg)
Gliederung
Gliederung
Einführung Deflektometrie
3D-Rekonstruktion
Ausblick
Zusammenfassung
![Page 3: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/3.jpg)
Über den Vortragenden
Dr. Alexander Zimmermann
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am FORWISS, Institut fürSoftwaresysteme in technischen Anwendungen der Informatik
Schwerpunkt: Approximation, Bildverarbeitung,Deflektometrie, Splines
![Page 4: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/4.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Messobjekte
lackierte (Metall-)Oberflächen
polierte (Metall-)Oberflächen
WaferGlas
WindschutzscheibenScheinwerfer(Smartphone-)DisplaysBrillengläseroptische Oberflächen
![Page 5: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/5.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Aufbau
Display
Kamera
Objekt
![Page 6: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/6.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
![Page 7: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/7.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Aufbau für beliebige spiegelnde Oberflächen
Standard-KameraAuflösung bestimmt laterale Genauigkeit auf Objekt
Standard-DisplayAuflösung bestimmt Krümmungsempfindlichkeit auf Objekt
mehrere Aufnahmen mit geschobener PhaseObjekt wird scharf gestelltDisplay erscheint unscharf„Phasenrekonstruktion“ in jedem Bildpunkt
![Page 8: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/8.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Ergebnis
Basisintensitätsbild: Helligkeit
Amplitudenbild: Reflektivität
Krümmungsbild: Ebenenabweichung
Basisintensitätsbild Amplitudenbild Krümmungsbild
![Page 9: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/9.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Linse Originalbild 1
![Page 10: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/10.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Linse Originalbild 2
![Page 11: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/11.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Linse Originalbild 3
![Page 12: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/12.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Linse Originalbild 4
![Page 13: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/13.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Linse Originalbild 5
![Page 14: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/14.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Linse Originalbild 6
![Page 15: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/15.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Linse Basisintensitätsbild: Helligkeit
![Page 16: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/16.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Linse Amplitudenbild: Reflektivität
![Page 17: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/17.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Linse Krümmungsbild: Ebenenabweichung
![Page 18: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/18.jpg)
Phasenschiebene Deflektometrie
Messdauer
4 bis 12 Einzelbilder
<1s bis 15s
Rechenzeit
20ms bei 4 Bildern
260ms bei 12 Bildern
![Page 19: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/19.jpg)
3D-Rekonstruktion
Verbesserter Aufbau und erweiterte AlgorithmikKamera
intern kalibriert
Displayextern kalibriert bzgl. Kamera
Aufnahmemehrerer Phasenbilder
erlaubt 3D-Rekonstruktion der Oberfläche
![Page 20: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/20.jpg)
3D-Rekonstruktion
![Page 21: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/21.jpg)
3D-Rekonstruktion
DelleDurchmesser: 10mmHöhe: 14µm
BeuleDurchmesser: 6mmHöhe: 12µm
![Page 22: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/22.jpg)
Vergleich
Konfokale Messung - deflektometrische MessungVermessung eines Dellenpaares (45µm/10µm Tiefe) auf poliertemBlech
Quelle: Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG
![Page 23: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/23.jpg)
3D-Rekonstruktion
Messdauer
8 bis 48 Einzelbilder
2s bis 60s
Rechenzeit
1s bis 4s
Genauigkeit (abhängig vom Aufbau)
lateral:< 1mm
Höhe:< 1µm
![Page 24: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/24.jpg)
Eigenschaften der Deflektometrie
Vorteile
keine aufwändige Ausrichtung vomMesskopf und Objekt
„beliebige“ Oberflächenformmessbar
Bestimmung von Krümmung, Reflektanz und Helligkeit ineiner Messung
Nachteile
absolute Höhe nicht bestimmbar
Einzelmessung auf ca. 200mm x 200mm beschränkt
![Page 25: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/25.jpg)
Stereo-Deflektometrie
Aufbau
Display
Objekt
Kamera
Kamera
zur eindeutigen Bestimmung der Höhe
![Page 26: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/26.jpg)
Stereo-Deflektometrie
Aufbau
![Page 27: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/27.jpg)
Stereo-Deflektometrie
Absolute Höhe
![Page 28: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/28.jpg)
Stereo-Deflektometrie
Messdauer
16 bis 96 Einzelbilder
2s bis 60s
Rechenzeit
1s bis 10s
![Page 29: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/29.jpg)
Aktuelle Arbeiten
Automatische Kalibrierung
Elimination von Rückseitenreflexionen
![Page 30: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/30.jpg)
Automatische Kalibrierung
Automatische Kalibrierung von
Kameras
Display
Oberfläche
mit Hilfe
mehrere Aufnahmen
verschiedene Positionen
ein Messobjekt
Display
Objekt
Kamera
Kamera
![Page 31: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/31.jpg)
Rückseitenreflexionen
KameraDisplay
Glas
α α'
β
![Page 32: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/32.jpg)
Rückseitenreflexionen
Simulation
![Page 33: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/33.jpg)
Rückseitenreflexionen
Messung:mit Rückseitenreflexionen
Vorderseite:ohne Rückseitenreflexionen
![Page 34: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/34.jpg)
Rückseitenreflexionen
Verwendung mehrerer Messungen
Rekonstruktion Korrekte Vorderseite
![Page 35: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/35.jpg)
Zusammenfassung
DeflektometrieEin Messverfahren für spiegelnde Oberflächen
Inspektion und Vermessung spiegelnder Oberflächen
berührungslose Messung
qualitative und quantitative Auswertung
einfacher Aufbau in industriellem Umfeld
3D-Rekonstruktion mit hoher Auflösung
kurze Mess- und Rechen-Zeiten
![Page 36: Deflektometrie Ein Messverfahren für spiegelnde Oberflächen · ÜberdenVortragenden Dr.AlexanderZimmermann WissenschaftlicherMitarbeiteramFORWISS,Institutfür SoftwaresystemeintechnischenAnwendungenderInformatik](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040315/5e1f8996d84f973a5312b9aa/html5/thumbnails/36.jpg)
Vielen Dank
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.