GFMesstechnik GmbH KOMPETENZ IN 3D-MESSTECHNIK
Handheld 3D color measurements for food inspection 8th NEMO- SpectroNet Collaboration Forum Jena, 27.08.2010 Dipl.- Ing. Thorsten Terboven, GFMesstechnik GmbH
Firmensitz - Adresse GFMesstechnik GmbH Warthestrasse 21 D-14513 Teltow/Berlin Tel.: +/3328/9360-0 Fax: +/3328/305188 info@gfm3d.com www.gfm3d.com
Was macht GFM? Entwicklung, Fertigung und Vertrieb optischer 3D-Messgeräte auf der Grundlage der digitalen Streifenlichtprojektion und photogrammetrischer Verfahren
GFMesstechnik GmbH (GFM) Gegründet: März, 1995 in Berlin als OMECA Messtechnik GmbH Mitarbeiter: 35 Schwerpunktanwendungen: - Industrielle Messtechnik - LifeSciences - Biometrie basierend auf der der digitalen Lichtprojektion DLP TM -Technik von Texas- Instruments/USA Weltweit verkaufte Systeme: ca. 1.000 in 41 Ländern
Streifen Licht Projektion (SLP-Verfahren) Messobjekt Messobjekt Kamera Kamera Linienprojektor (z.b. Laserscanner) Streifenprojektor
GFM Sensorkonzept CCD-Camera Light Source Telecentric Evaluation Optics Projection Optics DMD-Array Measuring Depth 3D Profile Projection Area Measuring Area 1-Projektor/Kamera System (MikroCAD-Konzept) 2-Projector/Kamera System (TopoCAM-Konzept)
Digital Micromirror Devices DMD TM Durchmesser eines menschlichen Haars Evaluation of the Fringe Patterns by the Software Computer-aided Generation of Fringe Patterns and Transfer to the DMD Projector DMD Array Computer Digital Projection of Fringes Digitization and Data Transfer Mikrospiegel: 1024 x 768 Spiegelgröße: 13 x 13 µm 2 Spiegelabstand: 1 µm CCD Camera Data Acquisition Component (e.g. Cylinder Head)
Kameraachse CCD-Camera Light Source Telecentric Evaluation Optics Projection Optics DMD-Array Aufnahmekamera Measuring Depth 3D Profile Telezentrische Aufnahmeoptik Sensorgehäuse mit Mikrospiegelprojektor und Lichtquelle Projection Area Projektionsachse Measuring Area Messvolumen oder Messtiefe Referenz- oder 0-Ebene Bei der Streifenlichtprojektion handelt es sich um ein Lichtschnittverfahren, bei dem das Messobjekt unter einem Triangulationswinkel mit äquidistanten Streifen schräg beleuchtet wird. Im Gegensatz zum konventionellen Lichtschnittverfahren besitzen die projizierten Streifenmuster eine cos 2 -förmige Intensitätsverteilung und können so als Interferogramme aufgefasst und ausgewertet werden. Neben der Streifenposition liefern so auch deren Grauwerte Höheninformationen, woraus eine sehr hohe Auflösung hinsichtlich Oberflächengeometrieerfassung resultiert. 1
Gray Code Sequenz mit digitalen Streifenmustern Phasenverschobene Muster mit sinusförmigen Lichtintensitäten In einem ersten Schritt werden digitale Streifenmuster projiziert mit deren Hilfe größere Höhenunterschiede detektiert werden können. Anschließende werden sehr feine Streifen mit sinusförmiger Lichtintensität projiziert, so dass nicht nur in der Streifenposition, sondern auch im Grauwert Höheninformationen enthalten sind. Ähnlich wie bei klassischen Triangulationssensoren ist die Höheninformation in der Auslenkung der Streifen enthalten, im Gegensatz dazu können die Phaseshift Bilder in Anlehnung an interferometrische Verfahren ausgewertet werden, so dass eine wesentlich größere Auflösung erreicht wird. 1
Die GFM-Messgeräteprodukte sind konzipiert für die Anwendungsgebiete Industrielle Messtechnik und LifeScience und beinhalten drei Gerätefamilien: MikroCAD Mikrooptisches 3D-Oberflächenmessgeräte TopoCAM Optische 3D-Koordinatenmessgeräte PRIMOS Optische 3D in vivo Hautmessgeräte sowie Gesichtsscanner
MikroCAD GFMesstechnik GmbH TopoCAM Streifenprojektion Konventionell Koordinatenmessmaschinen Tastende Verfahren AFM/Konfokale Mikroskope 1 nm Source: VDI/VDE-IT, Berlin Halbleiter 1 µm Rauheit Haut Mikrosysteme 1 mm Motoren 1 m Karosserien Allgemeine technische Anwendungen Dimensionen Anwendungen
Oberflächenmesstechnik GFMesstechnik GmbH (GFM) Optische 3D - Digitalisierung Rauheit, Welligkeit Ebenheit, Planizität Geometrische Größen Stufenhöhe, Koplanarität Werkzeuge, Schneidkanten Kunststopf-Dekore, Leder etc. Papieroberflächen Gummi-Oberflächen Verschleiß Flächenrückführung Digitalisierung 2D- und 3D-Vergleiche Vergleich mit CAD oder Master Dimensionierung von Bauteilen Form- und Lagetoleranzen Redesign
Geometrische Daten: Übereinstimmung mit CAD-Daten Objektgröße und -form Mikrostruktur: Rauheit, Oberflächentopologie Oberflächendefekte Wendeschneidplatte Objektänderung: Verschleiß Deformation 3D-Messung bedruckte Papieroberfläche Makrostruktur: Welligkeit Ebenheit Prägungen Verschleißspur Metallfolie 1
Strukturvergleich Bewertung der Welligkeit Software Formvergleich 2D und 3D Rauheitsparameter Topologische Bewertung FFT und Autokorrelation 1
Inline Inline Messungen Robotergestützte 3D-Messtechnik Schnelle Oberflächen- Prüfung Design Design Digitalisierung Kriminologie Qualitätskontrolle Modellierung
Optische 3D-Messgeräte basierend auf der DSP/DLP-Technologie von Texas Instruments
Technische Daten: Messpunktanzahl: 758 x 482 Messzeit: 2 s Variante 01 Messbereich: 1,8 x 1,2 mm² Höhenauflösung: 0,2 µm laterale Auflösung: 3 µm Variante 02 Messbereich: 5 x 3 mm² Höhenauflösung: 0,3 µm laterale Auflösung: 6 µm Variante 03 Messbereich: 13 x 8 mm² Höhenauflösung: 1 µm laterale Auflösung: 17 µm Variante 04 Messbereich: 45 x 30 mm² Höhenauflösung: 3 µm laterale Auflösung: 60 µm 1
3D Messung in Echtzeit: MikroCAD premium mit Alligatorboard Leistungsparameter: 200 Frames pro Sekunde für Graustufen oder Farbe 16.000 Frames pro Sekunde für digitale Muster Interne Speicherung der Projektionsmuster Einfaches Interface Schnelle und hochaufgelöste digitale Streifenprojektion
Kosmetik/ Point Point of of Sale Sale Dermatologie Homeland Security Biometrie Wundheilungsprozesse Maskenproduktion Plastische Chirurgie Computerspiele Orthopäthie
3D Messung von Fingerabdrücken 3D Topographie der Hautoberfläche eines Fingerabdruckes Topographie eines Areals der Hautoberfläche mit 2D-Profillinien Profilschnittlinie in 2D Ergebnisse der 3D Oberflächenrauheit
3D-Matching einer gemessenen Augenfalte vor und nach einer kosmetischer Behandlung Originaldatensatz Datensatz 6 Wochen nach Behandlung 70 µm
3D Messdatenerfassung und Präsentation des Face Scanning Kamerabild 1 und 2 Streifenmuster 1 Streifenmuster 2 3D-Punktwolke 3D-Punktwolke mit Textur Polygonmodell
Optische in vivo Haut-, Gesichts- und Körpermessungen Mikroprofil der Haut Makroprofil der Haut
GFM 3D PRIMOS lite 40x30mm Technische Parameter Parameter: Methode: Streifenprojektion Messfeldgröße [mm]: 40 x 30 x 20 Messgeschwindigkeit: < 0.07 sec Maße Sensor 12 x 10 x 5 cm Gewicht 450 Gramm Laterale Auflösung 59µm Z Auflösung 6µm Lichtquellen LED (Weiß) Software PRIMOS 5.7 Messen und Auswerten Datenbank Overlay Funktion 3D Matching Automatische Auswertungen Makro Funktionalität
PRIMOS lite 18 x 13mm Technische Parameter PRIMOS pico 18x13mm Messmethode Fringe projection Messfeldgröße [mm]: 18 x 13 x 10 Messgeschwindigkeit < 0.07 sec Maße Sensor 13 x 10 x 4 cm Gewicht 400 Gramm Laterale Auflösung 23µm Z Auflösung 2,5µm Lichtquelle LED (weiß)
Vielen Dank für f r Ihre Aufmerksamkeit! Vertrieb: Anschrift: Telefon: Mobil: E-Mail: Internet: Dipl.-Ing. Thorsten Terboven 31415 Teltow; Warthestraße 21 +49 (0) 33 28 93 60-0 +49 (0) 171 87 87 376 Thorsten.Terboven@gfm3d.com www.gfm3d.com