Structured Light Sensor with Affine Stereo Camera Pair for Geometry Measurements of High-Temperature Components in Rough Vacuum

Zusammenfassung

The geometrical characterization of forge-hot workpieces based on optical triangulation methods is challenging due to the workpieces’ self-emission of electromagnetic radiation, as well as the inhomogeneous refractive index field in the vicinity of the measuring object. However, measurements of high-temperature components offer the potential of an early error detection and a monitoring of the manufacturing process. The objective of this thesis is the development and calibration of a fringe projection sensor based on an affine stereo camera pair to perform geometry measurements on high temperature components with temperatures up to 1000 °C to generate a first basic understanding of the light deflection effect. Especially, the system is meant to allow a surface reconstruction of high-temperature reference measuring objects, such as a repetitively heatable ceramic cylinder in order to validate alternative light-deflection compensation concepts in forthcoming work. Die geometrische Charakterisierung von schmiedewarmen Werkstücken auf Basis optischer Triangulationsverfahren ist aufgrund der Eigenemission elektomagnetischer Strahlung, wie auch des sich ausbildenden inhomogenen Brechungsindexfeldes in der Umgebung des Messobjektes herausfordernd, bietet jedoch das Potential einer frühzeitigen Fehlerdetektion und Überwachung des Herstellungsprozesses. Ziel dieser Arbeit ist der Aufbau und die Kalibrierung eines Streifenprojektionssensors basierend auf einem affinen Stereokamerapaar zur Durchführung von Geometriemessungen an Komponenten mit Temperaturen von bis zu 1000 °C, um ein erstes Grundverständnis für den sich einstellenden Lichtablenkungseffekt zu erreichen. Das System soll insbesondere eine Oberflächenrekonstruktion von Hochtemperatur-Referenzmessobjekten ermöglichen, wie z.B. eines wiederholt beheizbaren Keramikzylinders, um alternative Strategien der Lichtablenkungskompensation zukünftig validieren zu können.

Schlagworte

Publikation durchsuchen

Bibliographische Angaben

Copyrightjahr: 2021
ISBN-Online: 978-3-95900-551-7
Verlag: TEWISS, Garbsen
Reihe: Berichte aus dem imr
Band: 01/2021
Sprache: Deutsch
Seiten: 208
Produkttyp: Monographie

Inhaltsverzeichnis

KapitelSeiten

1. Kurzdarstellung Kein Zugriff
2. Abstract Kein Zugriff
3. Contents Kein Zugriff
4. List of Figures Kein Zugriff
5. Abbreviations Kein Zugriff
1. 1.1 Tailored Forming Kein Zugriff
2. 1.2 Problem Definition Kein Zugriff
3. 1.3 Objective and Scientific Contribution Kein Zugriff
4. 1.4 Structure of the Work Kein Zugriff
1. 2.1 Active Triangulation Methods Kein Zugriff
2. 2.2 Geometry Acquisition under Extreme Conditions Kein Zugriff
3. 2.3 Telecentric Lenses Kein Zugriff
1. 3.1 Structured Light Sensor with Affine Stereo Camera Pair Kein Zugriff
2. 3.2 Low Pressure Measuring Cell Kein Zugriff
3. 3.3 Background Oriented Schlieren (BOS) Sensor Kein Zugriff
1. 4.1 Camera Models Kein Zugriff
2. 4.2 Distortion Models Kein Zugriff
3. 4.3 Window Refraction Models Kein Zugriff
4. 4.4 Affine Ambiguities Kein Zugriff
5. 4.5 Affine Epipolar Geometry Kein Zugriff
1. 5.1 Phase Encoding: Multi-Frequency Phase-Shift Kein Zugriff
2. 5.2 Calibration Routines Kein Zugriff
3. 5.3 Measuring Routines Kein Zugriff
1. 6.1 Refractive Index Measurement Kein Zugriff
2. 6.2 Calibration Kein Zugriff
3. 6.3 Sphere Measurements Kein Zugriff
4. 6.4 Measurements of High-Temperature Objects Kein Zugriff
5. 6.5 Discussion Kein Zugriff
Conclusion and Outlook Kein Zugriff Seiten 151 - 154
Bibliography Kein Zugriff Seiten 155 - 184
Appendix Kein Zugriff Seiten 185 - 186
1. A.1 Projective Geometry and Transformations Kein Zugriff
2. A.2 Weak and Fully Perspective Cameras - a Link Kein Zugriff
3. A.3 Adapted Calibration Approach Kein Zugriff
4. A.4 3D Reconstruction Example Kein Zugriff
5. Additional Results Kein Zugriff