ABV2 R. Neubecker, WS 2015 / 2016

Transkript

1 Metrologie ABV2 R. Neubecker, WS 2015 / 2016

2 IBV-Beispiele 2 Qualitätskontrolle Zündkerzen Prüfaufgaben: Dreistellige Typnummer auf dem Keramikkörper Gewindetiefe Vorhandensein beider Unterlegscheiben Bildquelle: Demant, Streicher-Abel, Waszkewitz, "Industrielle Bildverarbeitung", Springer 1998

3 IBV-Beispiele 3 Prüfung Stanzteil Prüfaufgaben: Vollständigkeit (alle Löcher vorhanden?) Lochabstand Konturabstand Bildquelle: Demant, Streicher-Abel, Waszkewitz, "Industrielle Bildverarbeitung", Springer 1998

4 Metrologie: Datenqualität 4 Soll (Vorstellung) Ist (Realität) + oder Szene: Bewegung, ungleichmäßige Ausleuchtung, inhomogen beleuchteter Hintergrund, Texturen auf Objekt / Hintergrund, Reflexe Pose: Perspektivische Verzerrung Abbildungsoptik: PSF, Verzeichnung, Defokussierung Sensor: Pixelierung, quantisierte Grauwerte, Rauschen,

5 Metrologie: Die Vorgabe 5

6 Metrologie: Die Referenz 6 Koordinatenmessgeräte ("die Konkurrenz") Der Standard in der Industrie Fertigungstauglich Messunsicherheiten im µm-bereich aber: langsam! KMG-Abtastdetails (youtube) Werth-Video (mit BV) Zeiss in Fertigung (youtube) Bildquelle: Zeiss Industrielle Messtechnik, Werth Messtechnik, youtube

7 Metrologie: Kreise 7 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Kreis

8 Metrologie: Kreise 8 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Kreis

9 Metrologie: Kreise 9 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Kreis

10 Metrologie: Kreise 10 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Kreis

11 Metrologie: Kreise 11 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Kreis Wie den Kreis aus den Messpunkte rekonstruieren??

12 Metrologie: Kreise 12 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Kreis Wie den Kreis aus den Messpunkte rekonstruieren?? per Bounding-Box?

13 Metrologie: Kreise 13 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Gauß-Kreis

14 Metrologie: Kanten 14 Ausreißer beim Kreisfit Quelle: C.Steger, M.Ulrich, Chr.Wiedemann "Machine Vision Algorithms and Applications", Wiley-VCH (2007)

15 Metrologie: Kreise 15 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Kreis Bildquelle: ( )

16 Metrologie: Kreise 16 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Kreis Reale Messpunkte liegen nie wirklich auf idealer Kreislinie, d.h. Kreis muss in die Messpunkte gefittet werden. Kann nach verschiedenen Kriterien erfolgen. Gauss-Kreis = Least square circle = LSC Kreis mit minimalen Abweichungsquadraten des Abstands zu den Messpunkten Kleinster umschriebener Kreis = Hüllkreis = Minimum circumscribed circle = MCC Größter einbeschriebener Kreis = Pferchkreis = Maximum inscribed circle = MIC Minimumkreis = Tschebyscheff-Kreis = Minimum zone circle = MZC Die Wahl des Approximationskriteriums hängt vom Ziel der Kreisprüfung ab: Ermittlung der Rundheitsabweichung einer Kreiskontur MZC Paarungsfähigkeit Welle / Bohrung MCC / MIC Bildquelle: ( )

17 Metrologie: Kreise 17 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Kreis Auch noch zu finden (vor allem in Partikelcharakterisierung): Feret-Durchmesser = Abstand zweier paralleler Tangenten die senkrecht zur Messrichtung stehen Hängt von Antastrichtung ab Oft angegeben: maximaler Feret-Durchmesser D Feret Bildquelle:

18 Metrologie: Kreise 18 Ein Kreis ist ein Kreis ist ein Kreis Auch noch zu finden (vor allem in Partikelcharakterisierung): Feret-Durchmesser = = Abstand zweier paralleler Tangenten die senkrecht zur Messrichtung stehen Hängt von Antastrichtung ab Oft angegeben: maximaler Feret-Durchmesser D Feret Bildquelle:

19 Metrologie: Kreise 19 Angabe eines Kreisdurchmessers Zeichnungseintragung nach DIN EN ISO Zulässiges Grenzmaße des tolerierten Durchmessers hier: 29,95 und 30 [mm] Außerdem Angaben zum anzuwendende Messverfahren: LP Zweipunktmaß GG Gauß-Durchmesser GN Hülldurchmesser GX Pferchdurchmesser und zur statistischen Auswertung der erfassten Messwerte: SD Mittelwert der Spannweite SA arithmetischer Mittelwert SM Median Bildquelle:

20 Metrologie: Geradenfit 20 Eine Gerade ist eine Gerade ist Gesucht sei: Schnittpunkt mit Referenzlinie Echte Objektkante im Bild

21 Metrologie: Geradenfit 22 Eine Gerade ist eine Gerade ist Gesucht sei: Schnittpunkt mit Referenzlinie Echte Objektkante im Bild

22 Metrologie: Geradenfit 23 Eine Gerade ist eine Gerade ist Gesucht sei: Schnittpunkt mit Referenzlinie Kantenverlauf im pixelierten Bild

23 Metrologie: Geradenfit 24 Eine Gerade ist eine Gerade ist Gesucht sei: Schnittpunkt mit Referenzlinie - Besser: Regressionsgerade

24 Metrologie: Geradenfit 25 Orientierung Kante zum Pixelraster: Systematische Fehlerquelle Abweichung zwischen wahrer Objektkantenlage und der (subpixelgenauen) Kante im Bild ist für jedes Pixel gleich keine Unabhängigkeit der Abweichungen in jedem Messwert Unsicherheit im Mittelwert geht nicht mit 1/ n

25 Metrologie: Kanten 26 "Gradienten- / Laplace-Kanten" Quelle: C.Steger, M.Ulrich, Chr.Wiedemann "Machine Vision Algorithms and Applications", Wiley-VCH (2007)

26 Metrologie: Kanten 27 Ecken bei Gradienten- / Laplace-Kantendetektion Quelle: C.Steger, M.Ulrich, Chr.Wiedemann "Machine Vision Algorithms and Applications", Wiley-VCH (2007)

27 Metrologie: Kanten ROI für Subpixel-Kanten Quelle: C.Steger, M.Ulrich, Chr.Wiedemann "Machine Vision Algorithms and Applications", Wiley-VCH (2007) 28

28 Metrologie: Kanten 29 Konturen bei Gradienten- / Laplace-Kanten Quelle: C.Steger, M.Ulrich, Chr.Wiedemann "Machine Vision Algorithms and Applications", Wiley-VCH (2007)

29 Metrologie: Kanten 30 Wirkung von Verzeichnungen Quelle: C.Steger, M.Ulrich, Chr.Wiedemann "Machine Vision Algorithms and Applications", Wiley-VCH (2007)