Methode zur automatischen Registrierung und Fusion von Multisensordaten zur Charakterisierung von mehrskaligen Werkstücken

Method for an automatic registration and fusion of multisensor data for the characterization of multiscale workpieces

  • In der dimensionellen Messtechnik zeichnen sich Messobjekte durch eine steigende Komplexität ihrer Gestalt aus. Zudem liegen relevante Gestaltkenngrößen zunehmend in verschiedenen Längenskalenbereichen – vom Mikrometer- bis Meterbereich – vor. Dies wirkt sich dahingehend aus, dass für die Charakterisierung der geometri-schen Eigenschaften solcher Werkstücke mehrere Messungen aus unterschiedlichen Ansichten und mit verschiedenen Sensoren (unterschiedliche Messbereiche und Auflösungen) notwendig sind. Die mehrskaligen Messdaten werden anschließend in einem Koordinatensystem zusammengefügt und gegebenenfalls zu einem Datenmodell der Istgestalt verschmolzen. Damit dieser Prozess flexibel und autIn der dimensionellen Messtechnik zeichnen sich Messobjekte durch eine steigende Komplexität ihrer Gestalt aus. Zudem liegen relevante Gestaltkenngrößen zunehmend in verschiedenen Längenskalenbereichen – vom Mikrometer- bis Meterbereich – vor. Dies wirkt sich dahingehend aus, dass für die Charakterisierung der geometri-schen Eigenschaften solcher Werkstücke mehrere Messungen aus unterschiedlichen Ansichten und mit verschiedenen Sensoren (unterschiedliche Messbereiche und Auflösungen) notwendig sind. Die mehrskaligen Messdaten werden anschließend in einem Koordinatensystem zusammengefügt und gegebenenfalls zu einem Datenmodell der Istgestalt verschmolzen. Damit dieser Prozess flexibel und automatisch und dadurch schnell und mit guter Wiederholbarkeit erfolgt, werden in dieser Arbeit Methoden zur automatischen Grobregistrierung für das Zusammenfügen von Messdaten erprobt, adaptiert und zweckgemäß in die dimensionelle Messtechnik eingeführt. Für die Fusion der Punktewolken wird ein geeignetes Verfahren vorgestellt, mit dem ein mehrskaliges Datenmodell durch die Integration relevanter Elemente aus unterschiedlich aufgelösten Datensätzen gebildet wird. Verifiziert wird die Methode, die für die Charakterisierung mehrskaliger Werkstücke und zeitlich versetzt gemessener Datensätze eingesetzt werden kann, an Messdaten eines mehrskaligen Bauteils.show moreshow less
  • An increased shape complexity of technical workpieces makes a significant impact on measurement procedures in dimensional metrology. Shape parameters, which are located in different scales (from the meter down to the micrometer), have an additional effect. For the characterization of geometrical features of such workpieces, measurements from different views as well as different sensor systems (different measurement areas and resolutions) are applied. Afterwards, the multiscale datasets are combined into one coordinate system and, if required, merged to one datamodel representing the actual workpiece shape. In this work methods for an automatic coarse registration are tested and if necessary An increased shape complexity of technical workpieces makes a significant impact on measurement procedures in dimensional metrology. Shape parameters, which are located in different scales (from the meter down to the micrometer), have an additional effect. For the characterization of geometrical features of such workpieces, measurements from different views as well as different sensor systems (different measurement areas and resolutions) are applied. Afterwards, the multiscale datasets are combined into one coordinate system and, if required, merged to one datamodel representing the actual workpiece shape. In this work methods for an automatic coarse registration are tested and if necessary appropriately adopted for dimensional metrology. This makes the process flexible and automatic and therefore fast and more repeatable. A suitable method for the fusion of pointclouds is introduced, which enables the creation of a multiscaled datamodel by integrating relevant elements from datasets with different resolutions. The introduced method, which can be applied for the characterization of complex workpieces as well as datasets of objects measured at different times, is verified on the example of a multiscale workpiece.show moreshow less

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Metadaten
Author:Laura Shaw
URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus-39474
Advisor:Albert Weckenmann
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2012/12/07
Publishing Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Granting Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Date of final exam:2012/10/25
Release Date:2012/12/07
Tag:dimensionelle Messtechnik; mehrskalige Werkstücke
dimensional metrology; fusion; multiscale workpieces; multisensor; registration
SWD-Keyword:Datenfusion; Multisensor; Registrierung
Institutes:Technische Fakultät -ohne weitere Spezifikation-
Dewey Decimal Classification:600 Technik, Technologie

$Rev: 12793 $