Polychromatische rauheitsmessung
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Polychromatische Rauheitsmessung. etwa von Karosserie-Blechen Dominik Mader Sven Simon, Thomas Risse. Messaufbau. aus: Surface roughness characterization based on polychromatic far-field speckles of either continuous or discrete spectral distribution. Entstehung des speckle-Bildes.

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Polychromatische Rauheitsmessung

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Presentation Transcript


Polychromatische rauheitsmessung

Polychromatische Rauheitsmessung

etwa von Karosserie-Blechen

Dominik Mader

Sven Simon, Thomas Risse


Messaufbau

Messaufbau

aus: Surface roughness characterization based on polychromatic far-field speckles of either continuous or discrete spectral distribution


Entstehung des speckle bildes

Entstehung des speckle-Bildes

  • Flächenelemente der beleuchteten Oberfläche streuen Kugelwellen(alle Punkte tragen zu jedem Punkt der Beobachtungsebene bei.)

  • Gangunterschied durch unterschiedliche Wegstrecken des Lichts

  • konstruktive und destruktive Überlagerung

  • Polychromatisch  mehrere Effekte


Rauheitsabh ngige dekorrelation der speckles

rauheitsabhängige Dekorrelation der speckles

  • Mit zunehmender Rauheit dekorrelieren die speckles, die durch verschiedene Wellenlängen erzeugt werden, d.h.

    • Die Intensitäten unterscheiden sich.

    • Der Ort der Maxima unterscheidet sich.


Elongation

Elongation

  • Das speckle-Bild besteht aus der Summe der Intensitäten.

  • Die Elongation der speckles soll gemessen werden.


Elongation per akf

Elongation per AKF

  • Nur zur Abschreckung


Rauheit

Rauheit

  • Rq ist der quadratische Mittenrauhwert


Theoretische elongation

theoretische Elongation

λ1=488 nm λ2=514 nm


Auswertung

Auswertung

  • Optische Achse nicht bekannt: Kalibrierung

  • Speckle-Erkennung und –Messung

    • Hough-Transformation

    • Achsen maximaler und minimaler Trägheit

  • Korrelation mit/ohne optische/r Achse

  • Rauigkeit bei festem Abstand zur opt. Achse

  • optimiere Geschwindigkeit, Robustheit

  • FPGA Implementierung


Simulationsmodell

Simulationsmodell

Optische Achse

Optische Achse

γ

φ

γ

φ


Simulationsergebnis

Simulationsergebnis

Messbild (N6)

Simulation (Rq=1000nm)

Wellenlängen [nm]: 659, 675, 690

Wellenlängen [nm]: 659, 675, 690


Polychromatische rauheitsmessung

Hardware-Konzept

  • Plattformkonzept für die

  • Auswertung

  • Konkreter:

  • Prozessorarchitekturen,

  • konfigurierbare Hardware

  • Eigenschaften:

  • Echtzeitfähigkeit zur

  • Überwachung von

  • Produktionsprozessen

  • Produktionsumfeldgerecht:

  • Embedded System statt PC

PC

FPGA

Beschleunigung

FPGA: Programmierbare

Logik-Gatter + Mikroprozessor


Polychromatische rauheitsmessung

DFG-Projekt

Modelle,

Algorithmen,

Simulation,

Software/

Hardware

Computational

Science

Theorie

(Optik)

Überlappungen, die

Trennung der Tätig-

keiten ist nicht sinnvoll

Theoretische Arbeiten,

Modellierung + Algorith-

men, Messtechnik

Experiment

(Messtechnik)


Polychromatische rauheitsmessung

Bei Interesse an einer Kooperation bezüglich Hardware-Entwurf und/oder Bildverarbeitung:

[email protected]@[email protected]


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