geMAAP3D

Eine gängige Technik, um eine schnelle, genaue und kontaktlose 3D-Formmessung zu erreichen, ist die Implementierung eines stereophotogrammetrischen Aufbaus zusammen mit einer aktiven Beleuchtung. Diese Systeme bieten eine höhere Messgenauigkeit als die Flugzeitsensoren.

Kommerzielle, serienproduzierte Digitalprojektoren, die eine aktive Beleuchtungsquelle liefern, sind auf die Projektionsgeschwindigkeit <100 Hz limitiert und begrenzen die 3D-Messbildrate auf 1-60 Hz, da N eindeutige Beleuchtungsmuster durch eine einzige Blende projiziert werden müssen.

Das Fraunhofer IOF hat einen Projektor entwickelt, den sogenannten Multi-Aperture-Array-Projektor (MAAP), der in der Lage ist, Projektionsgeschwindigkeiten von <3 kHz zu erreichen, so dass 3D-Messbildraten von >330 Hz möglich sind. Dies wird erreicht, da N eindeutige Beleuchtungsmuster durch N verschiedene Öffnungen projiziert werden.

Bei einzelnen Kamera-Setups kann der Projektor selbst so kalibriert werden, dass die Wiederherstellung von 3D-Koordinaten durch Kameraprojektor-Triangulation statt durch den üblichen stereophotogrammetrischen Ansatz erfolgt. Bisherige Studien haben kommerzielle Single Aperture Digital Light Projectors (DLP) kalibriert, indem sie sie als inverse Kameras behandelt haben, da der Projektorchip stattdessen ein Bild in den Raum projiziert. Als Ergebnis kann das Lochkamera-Modell angewendet werden, um eine Projektor-Homographie zwischen 2D-Bildkoordinaten und 3D-Weltkoordinaten zu erzeugen.

Diese Methode der Kalibrierung kann nicht auf einem MAAP durchgeführt werden, da kein Chip für Musterprojektion verantwortlich ist. Stattdessen ist ein Cluster von Mikroprojektionseinheiten für die Projektion eines einzelnen Bildes verantwortlich.

Dieses Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung einer MAAP-Kalibrierungstechnik, die eine Einzelkamera 3D-Messung ermöglicht, was bei Nutzung eines MAAP zu niedrigeren Kosten für Hochgeschwindigkeits-3D-Messsysteme führen würde.