Bachelor- / Masterarbeit
Simulationsbasierte Optimierung der Platzierung von Referenzmarkern bei der optischen 3D-Digitalisierung
Ausgangssituation
In den letzten Jahren werden in der Oberflächenmesstechnik vermehrt optische Systeme verwendet, welche die klassischen, taktilen Systeme insbesondere bei der Anzahl der messbaren Punkte im selben Zeitraum übertreffen. Viele der da- bei verwendeten Verfahren basieren dabei auf den Grundprinzipien der Triangu- lation. Dabei werden geometrische Beziehungen innerhalb eines Dreiecks ge- nutzt, um aus zwei bekannten Punkten die Lage eines dritten unbekannten Punk- tes zu Bestimmen. Beim Streifenlichtverfahren wird eine Kombination aus einem Projektionssystem und einer oder mehrere Digitalkameras verwendet. Der Pro- jektor wirft ein codiertes Streifenlicht auf das zu messende Bauteil, welches es ermöglicht für die im Sichtfeld der Kamera aufgenommenen Bereiche eine 3D-Punktewolke zu berechnen. Durch die Aufnahme aus unterschiedlichen Blickwinkeln lässt sich somit ein vollständiges, digitales Abbild eines dreidimen- sionalen Körpers erstellen.
Aufgabenstellung
Am Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement werden der- zeit Möglichkeiten zur Automatisierung der manuellen Prozessschritte der Strei- fenlichtprojektion untersucht. Beispielsweise werden für das Zusammensetzen der unterschiedlichen Blickwinkel optisch markante Marker in Form von Aufkle- bern auf der Bauteiloberfläche angebracht. Um eine eindeutige Transformation zwischen benachbarten Aufnahmepositionen zu berechnen, müssen mindes- tens drei dieser Marker auf beiden Aufnahmen erkennbar sein. Da es für die Positionierung der Marker derzeit nur grobe Richtlinien der Gerätehersteller gibt und der Einfluss der Markeranzahl und -positionen auf die Messunsicherheit des Messsystems nicht bekannt ist, gilt es im Rahmen dieser Abschlussarbeit ein Verfahren zu entwickeln, welches simulativ Markerpositionen bestimme, welche unter möglichst geringem Aufwand die geringste Messunsicherheit bieten.
Voraussetzung
• Studium der CES, Maschinenbau o.ä.
• Hohe Selbstständigkeit
• Interesse an Simulation und 3D-Modelling
• Programmierkenntnisse (bevorzugt Python, C, C++)
Geboten wird
• Klare Aufgabenstellung und flexibler Arbeitsbeginn
• Umfassende Betreuung durch einen wissenschaftlichen Mitarbeiter
• Eigenverantwortliche Bearbeitung einer Themenstellung
• Fort- & Weiterbildungen im Bereich Messtechnik und Automatisierungstechnik
Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen
Lehrstuhl für Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement
Prof. Dr.-Ing. Robert Schmitt
Campus-Boulevard 30 52074 Aachen GERMANY
Telefon: +49 241 80-20283 Telefax: +49 241 80-22193 www.wzl.rwth-aachen.de
Ansprechpartner:
Kilian Geiger, M.Sc.
Telefon: +49 241 80-20220 K.Geiger@wzl.rwth-aachen.de
Stand: März 2021
