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Optische Tiefenprofilbestimmung auf Basis adaptiv generierter Beugungsgitter

Optische 3D-Messtechnik gewinnt einen immer höheren Stellenwert in vielen Anwendungsbereichen. Heutige Verfahren zur dreidimensionalen optischen Vermessung beliebig texturierter Objekte basieren darauf, dass Muster auf die Objektoberfläche projiziert werden. Diese Muster werden durch Sensoren erfasst. Für eine sichere Auswertung sind hohe Kontraste und damit hohe Leuchtdichten der generierten Muster erforderlich.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, neuartige Verfahren der Tiefenprofilbestimmung auf der Basis adaptiver Laserprojektionsverfahren zu untersuchen, die auch unter kritischeren Randbedingungen zuverlässig arbeiten. Erst seit kurzem verfügbare, hochauflösende LCoS-Mikrodisplays (Liquid Crystal on Silicon) mit sehr hoher Ortsauflösung und hohen Reflektionsfaktoren stellen die Schlüsseltechnologie dazu dar. Durch die Verwendung eines monochromatischen Laserprojektionssystems, das auf einem LCoS-Mikrodisplay als SLM (Spatial Light Modulator) basiert, ist die Projektion nahezu beliebiger Beugungsmuster hoher Intensität mit gutem Wirkungsgrad möglich. Das Mikrodisplay agiert dabei als ein dynamisches Phasengitter.

Die Muster werden durch Verfahren der dreidimensionalen Bildsignalverarbeitung zur Bestimmung von Tiefenprofilen genutzt. Die wechselseitige Anpassung zwischen adaptiv generiertem Beugungsmuster und zugehöriger Signalverarbeitung für die generierten Sensordaten stellt eine interessante wissenschaftliche Fragestellung dar und lässt erwarten, dass eine neue Qualität der Tiefenprofilberechnung erreicht werden kann.

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Literatur:

  • D. Lubeley:
    Dynamische Beugungsmuster für die optische Tiefenprofilbestimmung ,
    VDI-Fachtagung, Bildverarbeitung 2007, Regensburg, November 2007.

  • D. Lubeley:
    Unambiguous Dynamic Diffraction Patterns for 3D Depth Profile Measurement,
    Pattern Recognition - 29th DAGM Symposium, ISBN 978-3-540-74933-2, Springer Verlag, Heidelberg, pp. 42-51, 2007.

  • D. Lubeley:
    Laserprojektion auf Basis von Beugung - Bildwiedergabe und 3D-Erfassung,
    ITG-Fachbericht 199, Vorträge des 12. Dortmunder Fernsehseminars vom 20. bis 21. März 2007 in Dortmund, ISBN 978-3-8007-3019-3, VDE-Verlag, Berlin und Offenbach, pp. 197-200, 2007.

  • D. Lubeley, K. Jostschulte, R. Kays, K. Biskup, and B. Clasbrummel:
    Laser Pattern Based 3D Object Measurement System for Medical Applications,
    3rd European Medical & Biological Engineering Conference, ISSN 1727-1983, Prag, 2005.

  • D. Lubeley, K. Jostschulte, R. Kays, K. Biskup, and B. Clasbrummel:
    3D Wound Measurement System for Telemedical Applications,39th Annual Congress of the German Society for Biomedical Engineering, ISSN 0939-4990, Nürnberg, 2005.

  • D. Lubeley, K. Jostschulte, R. Kays, B. Clasbrummel:
    Mobile 3D-Wundvermessung für die Telemedizin,
    6. Würzburger Medizintechnik Kongress 9. - 11. Mai 2005, ISBN 3-937988-03-3, Fachverband Biomedizinische Technik e.V., Wetzlar, 2005.



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