Ein dreidimensionales Bildverarbeitungssystem für die Automatisierung visueller Prüfvorgänge

0 Abkürzungen und Formelzeichen.- 1 Einleitung.- 2 Stand der Technik der 3D-Bildverarbeitung.- 2.1 Komponenten eines Bildverarbeitungssystems.- 2.2 Verfahren der 3D-Bildverarbeitung.- 2.3 Beleuchtung.- 3 Systemkonzeption.- 3.1 Aufgaben der Sichtprüfung.- 3.2 Aufbaukonzept.- 3.3 Funktionsweise.- 4 Untersuchung der Systemkomponenten.- 4.1 Kameras.- 4.2 Genauigkeitsmessung des Industrieroboters.- 5 Systemkalibrierung.- 5.1 Koordinatensysteme.- 5.2 Verfahren zur Systemkalibrierung.- 6 Experimentelle Erprobung.- 6.1 Geometrie- und Oberflächenprüfung.- 6.2 Vollständigkeits- und Lageprüfung.- 6.3 Geometrieprüfung an ausgedehnten Teilen.- 7 Zusammenfassung.- 8 Literatur.- A Anhang.- AI Berechnung der Drehungsparameter.- Abbildungsverzeichnis.- 2-1: Komponenten eines bildverarbeitenden Systems.- 2-2: Verfahren zum Gewinnen und Verarbeiten von ?D-Informationen.- 2-3: Laserscanner.- 2-4: Muster-Projektion.- 2-5: Gitter-Projektion (Moire-Verfahren).- 2-6: Passive Verfahren.- 2-7: Kombinationen.- 2-8: Prinzipien von Beleuchtungsarten.- 3-1: Aufbaukonzept des 3D-BV-Systems.- 3-2: Prüfablauf des 3D-BV-Systems.- 4-1: Kameramodell mit geometrischer Optik.- 4-2: Übertriebene Darstellung der Lage optischer Achse zur Bildebene.- 4-3: Prinzip der Bildmittenbestimmung.- 4-4: Steigung der Kennlinien unter verschiedenen Winkeln ?.- 4-5: Bewertung der Meßergebnisse.- 4-6: Geometrische Abbildungsfehler.- 4-7: Radialer Abbildungsfehler und Korrekturkurve.- 4-8: Geometrische Verhältnisse unter großer Defokussierung.- 4-9: Aufbau zur Untersuchung des Kameraverhaltens.- 4-10: Maßabweichungen bei vorgegebener Fokuslage.- 4-11: Anordnung des Kamerasystems.- 4-12: Größe des gesamten Sehfeldes.- 4-13: Aufbau eines Theodolitensystems für die Robotermessung.- 4-14: Systemkonfigurationund Informationsfluß.- 4-15: Testplatte mit Zielmarken.- 4-16: Orientierung des RSKS gegen das TKS.- 4-17: Meßergebnisse der translatorischen Positioniergenauigkeit.- 4-18: Orientierung des Roboterhandflansches.- 4-19: Ergebnisse der rotatorischen Positionierung.- 5-1: Koordinatensysteme des 3D-BV-Systems.- 5-2: Messung der Orientierungsparameter.- 5-3: Messung der Verschiebung x'v undyx'v.- 5-4: Messung der Verschiebung zx'v.- 6-1: Versuchsaufbau des 3D-BV-Systems.- 6-2: Das zu prüfende Blechteil.- 6-3: Korrespondenz von Kanten.- 6-4: Ermittlung der Soll-Position des Kamerasystems.- 6-5: Stereo-Bilder von den Bohrungen.- 6-6: Korrespondenz durch Grauwertvergleich.- 6-7: Gemessene x-Koordinaten des Zielpunktes.- 6-8: Gemessene y-Koordinaten des Zielpunktes.- 6-9: Gemessene z-Koordinaten des Zielpunktes.- 6-10: Gemessene Länge der Objektstrecke.- 6-11: Vollständigkeitsprüfung einer Halbleiterplatine.- 6-12: Das integriertes Qualitätsprüfsystem.- Tabellenverzeichnis.- 3-1: Definition und Quantifizierung von Prüfaufgaben.- 4-1: Standardabweichung bei Messungen unter Defokussierug.