Adaptive Laser-Triangulationsmesstechnik

Autor*in: Hagen Johannes Bossemeyer

ISBN: 978-3-69030-192-3

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2026

Herausgeber*in der Reihe: Eduard Reithmeier

Band-Nr.: IMR 01/2026

Umfang: 216 Seiten, 87 Abbildungen

Schlagworte: adaptive Laser-Triangulation, 3D-Rekonstruktion, modellbasierte Kalibrierung

Kurzfassung:  In dieser Arbeit wird die Entwicklung eines adaptiven Laser-Triangulationsmesssystems beschrieben. Darüber hinaus werden grundlegende Konzepte zur Kalibrierung und Messung mit adaptiver Triangulationsmesstechnik vorgestellt. Das entwickelte adaptive Messsystem dient zur Bestimmung des Innendurchmessers von zylindrischen Geometrien mit einem Durchmesser von 800mm bis 3500mm. Es besteht aus einem Sensorkopf und einer Rotationsbasis. Im Sensorkopf befinden sich die Triangulationsmesstechnik und die Aktorik zur Einstellung des Arbeitsabstandes. Die Adaption des Systems erfolgt über die Fokussierung der Kamera und die Positionierung der Laserprojektion auf den optimalen Arbeitsabstand über eine Piezo-Rotationsachse. Die Rotationsbasis ermöglicht die Drehung des Messkopfes zur Erfassung des Innendurchmessers. Da ein adaptives Messsystem nicht mit den Methoden eines statischen Triangulationssystems kalibriert werden kann, werden erweiterte adaptive Kalibrierverfahren entwickelt, die die Justage der Komponenten berücksichtigen. Anstelle einer statischen Kamerakalibrierung werden die Kameraparameter und die extrinsische Lage des Kamerahauptpunktes in Abhängigkeit von der Fokuslage beschrieben. In einer Parameterstudie werden geeignete Kalibrierverfahren und Verzeichnungsmodelle ausgewählt. Zur Bestimmung der Laserprojektion in Abhängigkeit von der Position der Piezodrehachse werden zwei entwickelte Kalibrierverfahren erläutert. Dabei werden die Positionen aller beteiligten Komponenten durch numerische Optimierung bestimmt. Weiterhin wird ein bildbasiertes Verfahren zur Kompensation des Positionsfehlers der Rotationsachse vorgestellt. Abschließend werden die Ergebnisse der Referenzmessungen im Feldversuch und der Evaluation im Laborversuch präsentiert.