3.4.2 Vorhersage des Phasenrauschens in optischen Messsystemen mit strukturierter Beleuchtung
- Event
- 16. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2012
2012-05-22 - 2012-05-23
Nürnberg, Germany - Chapter
- 3.4 Optische Verfahren in der Fertigungsmesstechnik
- Author(s)
- M. Fischer, M. Petz, R. Tutsch - Technische Universität Braunschweig
- Pages
- 374 - 385
- DOI
- 10.5162/sensoren2012/3.4.2
- ISBN
- 978-3-9813484-0-8
- Price
- free
Abstract
Optische Messsysteme mit strukturierter Beleuchtung basieren häufig auf einer Ortscodierung durch phasenverschobene sinusförmige Intensitätsmuster. Durch Auswertung der beobachteten Sequenz von Intensitätswerten kann für jedes Pixel der Kamera unabhängig von seiner Nachbarschaft ein Phasenwert berechnet werden. Die zufälligen Abweichungen bei dieser Phasenbestimmung werden im Wesentlichen von den Rauscheigenschaften der verwendeten Kamera bestimmt. Da bei Messungen mit strukturierter Beleuchtung im industriellen Umfeld im Allgemeinen auf Wiederholungsmessungen verzichtet wird, wäre es wünschenswert, im Sinne eines vollständigen Messergebnisses, neben dem Messwert auch eine Schätzung für die Unsicherheit zu erhalten. Diese kann dann sowohl für eine allgemeine Bewertung der Messung aber insbesondere auch im Rahmen der Berechnung von 3D-Punkten und dem Anpassen von geometrischen Standard-Elementen als Maß für die Zuverlässigkeit der Einzelmesswerte eingesetzt werden.
Da bisherige Untersuchungen zu diesem Thema entweder auf sehr einfachen Rauschmodellen basieren oder die beschreibenden Parameter nicht einfach zugänglich sind, wird in dieser Arbeit eine Methode vorgestellt, mit der sich ein Schätzwert für das Phasenrauschen direkt aus den aufgezeichneten Grauwerten berechnen lässt. Das Modell basiert dabei auf einer Norm zur Charakterisierung von Bildsensoren (EMVA 1288), so dass die entsprechenden Parameter direkt einem konformen Datenblatt entnommen werden können. Alternativ wird in dieser Arbeit auch eine einfache Methode beschrieben, mit der die Parameter ohne zusätzlichen Geräteaufwand experimentell ermittelt werden können.