Einfluss einer zusätzlichen Glasscheibe auf ein optisches 3D-Messsystem

Mats Bremerhttp://orcid.org/https://orcid.org/0000-0003-2589-6723 1 , Michael Wahl 1 ,  and Slawomir Kedziora 2
  • 1 University of Applied Sciences Trier, Environmental Campus Birkenfeld, Birkenfeld, Germany
  • 2 University of Luxembourg, Luxembourg, Luxembourg
Mats BremerORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-2589-6723, Michael Wahl
  • 216564University of Applied Sciences Trier, Environmental Campus Birkenfeld, Birkenfeld, Germany
  • Email
  • Further information
  • m.wahl@umwelt-campus.de
  • Search for other articles:
  • degruyter.comGoogle Scholar
and Slawomir Kedziora

Zusammenfassung

Die Zahl der Satelliten, die in den Weltraum starten, wächst von Jahr zu Jahr. Damit erhöht sich entsprechend die Anzahl der defekten Satelliten, auch weil es nur wenige bewährte Ersatzteile gibt. Eine konkrete Erprobung der Ersatzteile könnte auf der Erde mit Hilfe einer Weltraumsimulationskammer durchgeführt werden. In einer solchen Kammer können Werkstoffprüfer ein Ultrahochvakuum erzeugen und Temperaturen zwischen −180 °C bis +200 °C einstellen. Der Einfluss des Vakuums und der Temperaturen auf die Geometrie der Komponenten kann von außen mit Hilfe eines optischen 3D-Messsystems, welches die zu prüfenden Bauteile im Inneren der Kammer durch ein Schauglas vermisst, aufzeichnen. In einer Machbarkeitsstudie wurde ermittelt, wie stark der Einfluss einer zusätzlichen Glasscheibe auf die Messgenauigkeit und den Messfehler eines 3D-Scanners ist. Zum Einsatz kam ein Streifenlichtscanner der Firma Zeiss, der ein 40 mm Endmaß durch eine 20 mm dicke Borosilikatscheibe misst. Für eine Referenzskala der Messgenauigkeit des Scanners wurden zunächst Messungen ohne die Glasscheibe durchgeführt. Anschließend wurden Messungen mit unterschiedlichen Winkelpositionen und Abständen zwischen Glasscheibe und Scanner vollzogen. Die Ergebnisse zeigten den erwarteten Einfluss der Glasscheibe bezüglich der Genauigkeit des Messverfahrens, da mit sich vergrößernden Einfallswinkel die systematische Abweichungskomponente kongruent größer wurde. Eine Minderung der Präzision durch die Glasscheibe wurde für das Messverfahren nicht beobachtet. In der Auswertungssoftware vergrößerte sich durch den Einsatz der Glasscheibe der statistische Fehler. Ursache dafür ist die Verschiebung der 3D-Punktewolke durch die Glasscheibe in eine Schräglage.

  • 1.

    M. Daneshmand; A. Helmi; E. Avots; F. Noroozi; F. Alisinanoglu; H. Sait Arslan; J. Gorbova; R. Eric Haamer; C. Ozcinar; G. Anbarjafari. 2018. 3D Scanning: A Comprehensive Survey. Accessed February 2019. arXiv-ID 1801.08863v1.

  • 2.

    I. Garmendia; J. Leunda; J. Pujana; A. Lamikiz. 2018. In-process height control during laser metal deposition based on structured light 3D scanning. Procedia CIRP. 68. 375–380. .

    • Crossref
    • Export Citation
  • 3.

    C.-C. Chang; Z. Li; X. Cai; P. Dempsey. 2007. Error control and calibration in three-dimensional anthropometric measurement of the hand by laser scanning with glass support. Measurement. 1. 21–27. .

    • Crossref
    • Export Citation
  • 4.

    M. J. Pallone; P. M. Meaney; K. D. Paulsen. 2012. Surface scanning through a cylindrical tank of coupling fluid for clinical microwave breast imaging exams. Medical physics. 6. 3102–3111. .

    • Crossref
    • Export Citation
  • 5.

    Yamashita, A.; Higuchi, H.; Kaneko, T.; Kawata, Y. 2004. Three dimensional measurement of object’s surface in water using the light stripe projection method. International Conference on Robotics and Automation, Institute of Electrical and Electronics Engineers et al. 2004 – 2004 IEEE International, Vol 3. 2736–2741. .

    • Crossref
    • Export Citation
  • 6.

    J. van der Lucht; M. Bleier; F. Leutert; K. Schilling; A. Nüchter. 2018. Structured-light based 3D laser scanning of semi-submerged structures. ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. IV-2. 287–294. .

    • Crossref
    • Export Citation
  • 7.

    Pfeiffer Vacuum GmbH. 2013. The Vacuum Technology Book. Volume II. 9-10. Pfeiffer Vacuum GmbH. Asslar.

  • 8.

    C. P. Keferstein; M. Marxer. 2015. Fertigungsmesstechnik. 234–238. Springer Vieweg. Wiesbaden.

  • 9.

    G. Wiora. 2001. Optische 3D-Messtechnik: Präzise Gestaltvermessung mit einem erweiterten Streifenprojektionsverfahren. 6-10; 55-67. Rubrechts-Karls-Universität Heidelberg. Heidelberg.

  • 10.

    DIN Deutsches Institut für Normung e.V. 1997. DIN ISO 5725-1:1997-11, Genauigkeit (Richtigkeit und Präzision) von Meßverfahren und Meßergebnissen_-Teil_1: Allgemeine Grundlagen und Begriffe (ISO_5725-1:1994). Deutsches Institut für Normung e.V. Berlin 10.31030/7344872.

  • 11.

    International Organization for Standardization.1993. Guide to the expression of uncertainty in measurement. International Organization for Standardization. Genève.

Purchase article
Get instant unlimited access to the article.
$42.00
Log in
Already have access? Please log in.


or
Log in with your institution

Journal + Issues

TM – Technical Measurement is a professional journal for application-based industrial measurement technology, a key component of systems for automation, process monitoring, quality control, and security. It's the official organ of the AMA (Association for Sensor Technology) and the NAMUR (Process-Industry Interest Group for Automation Technology). It also includes notifications from the GMA (VDI/VDE-Society for Measurement and Automatic Control).

Search