Einleitung

Im Bereich des Reverse Engineering werden häufig aktive und passive Sensorkomponenten zur Oberflächenabtastung miteinander kombiniert. Eine solcher Sensor ist der nach dem Triangulationsprinzip arbeitende Streifenprojektionssensor. Er besteht in seiner Minimalkonfiguration aus einem aktiven Sensor, einem Streifenprojektor, und einem passiven Sensor, einer CCD-Kamera. An unserem Institut wird er in dieser Konfiguration nach dem Prinzip des Codierten Lichtansatzes in Kombination mit dem Phasen-Shift-Verfahren betrieben.

Die Streifenprojektion weist den Vorteil auf texturlose homogene Oberflächen abtasten zu können und ermöglicht darüberhinaus hohe Abtastraten. Binnen weniger Sekunden lassen sich etwa 100.000 dreidimensionale Punkte einer Oberfläche erfassen. Nachteilig ist die im Vergleich zu ähnlich konfigurierten photogrammetrischen Sensoren geringe Genauigkeit. Sie ist im wesentlichen von der Güte der Orientierung und Kalibrierung des Gesamtsensors abhängig. Zur Orientierung und Kalibrierung solcher Sensoren sind in der Vergangenheit zahlreiche Verfahren entwickelt worden. In Abhängigkeit vom Aufwand der Lösungen variieren die Ergebnisse auch in ihrer Leistungsfähigkeit.

In der Photogrammetrie sind zahlreiche Verfahren zur Orientierung und Kalibrierung von bildgebenden Sensoren bekannt. Zur Vorabkalibrierung von Kameras haben sich testfeldbasierte Verfahren durchgesetzt. Mit einfachen Testfeldern, deren Geometrie nur näherungsweise bekannt sein muß, lassen sich Kameraparameter unterschiedlicher Parametrisierungen bestimmen. Zur Kalibrierung eines Streifenprojektionssensors haben wir dieses leistungsfähige testfeldbasierte Verfahren adaptiert. Ziel ist es, die Abtastgenauigkeit und auch die Flexibilität im Umgang mit Sensoren zur Oberflächenabtastung zu optimieren.