Prinzip des Codierten Lichtansatzes
Ein Sensor, der nach dem Prinzip des Codierten Lichtansatzes betrieben
werden kann, 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 (s. Abb. 1) in Kombination mit
dem Phasen-Shift-Verfahren betrieben (Strutz1993).
Beim Codierten Lichtansatz wird eine Mustersequenz (s. Abb. 2)
bestehend aus t Streifenmustern auf die Objektoberfläche
projiziert. Dieses Muster wird von der Kamera mit der gleichen Anzahl
t Bildern aufgenommen (s. Abb. 1 (Strutz 1993)). Nach Binarisierung
der Sequenzaufnahmen erhält man über die Sequenz für jedes Pixel
eine Codierung, die eine eindeutige Zuordnung des Pixels zum
projizierten Streifen ermöglicht. Durch Schnitt des Abbildungsstrahls
des beobachteten Pixels mit der vom korrespondierenden Streifen
aufgespannten Lichtebene erhält man die 3D-Koordinate des
Oberflächenpunktes. Die Orientierungs- und Kalibrierungsparameter
beider Sensoren sind für die Abtastung Voraussetzung.
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Abb. 1: Prinzip des Codierten Lichtansatzes
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Abb. 2: Projektionsmuster für den Codierten Lichtansatz
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Prinzip des Phasen-Shift-Verfahrens
Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens des Codierten Lichtansatzes
wird limitiert durch das Auflösungsvermögen des Streifensensors. Um
nun die Auflösung weiter zu steigern kann das Prinzip des Codierten
Lichtansatzes mit dem Phasen-Shift-Verfahren kombiniert
werden. Dazu wird jeder Streifen des Codierten Lichtansatzes in seiner
höchsten Auflösung mit Hilfe eines intensitätsmodulierten,
sägezahnförmigen Signals dargestellt (s. Abb. 3). Durch Modellierung
des abgetasteten Signals mit einer Cosinusfunktion und Bestimmung der
Phasenlage für den beobachteten Punkt, lassen sich die Streifen des
Codierten Lichtansatzes weiter auflösen (Strutz 1993).
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Abb. 3: Projektionsmuster für das Phasen-Shift-Verfahren
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Thomas Hau