Development of a Photometric Stereo Measurement System

Titel in Übersetzung: Entwicklung eines Photometric Stereo Messsystems

Georg Erich Jaindl

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeitBegutachtung

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Abstract

Photometric Stereo ist ein Bildgebungs- und verarbeitungsverfahren zur kontaktlosen und nichtzerstörenden Oberflächenvermessung. Dabei wird das charakteristische Reflexionsverhalten eines Probekörpers unter verschiedenen Lichteinfallsrichtungen vermessen um dessen Oberflächenstruktur zu bestimmen. Der stationäre Probekörper wird sukzessive von Lichtquellen mit bekannter Position gegenüber einer Kamera und dem Probekörper beleuchtet. Über die von der Kamera gemessene variierende Lichtintensität jedes Elementes der Oberfläche wird der Oberflächengradient berechnet. Diese Information wird verwendet um ein diskretes 3D-Modell der Oberfläche des Probekörpers zu rekonstruieren, d.h. Oberflächenrekonstruktion aus einem Gradientenfeld. Diese Arbeit beschreibt einen vollautomatisierten Testaufbau für Photometric Stereo. Dieser wird verwendet um Photometric Stereo für das Vermessen von sowohl idealen als auch nicht idealen Lambertschen Oberflächen zu evaluieren. Die Fehlerquellen im Aufbau wurden identifiziert und eine neue Kalibrierungsmethode entwickelt, welche eine inhomogene Ausleuchtung des Probekörpers durch die Lichtquellen kompensiert. Dafür wurde die Lichtverteilung jeder Lichtquelle vermessen und eine Kalibriermatrix abgeleitet. Mithilfe der Kalibriermatrix werden die Quelldaten für Photometric Stereo normalisiert. Der von der Inhomogenität der Beleuchtung verursachte Fehler wächst mit der Größe des Testkörpers. Die neue Kalibrierungsmethode erlaubt es Photometric Stereo auf große Oberflächen anzuwenden. Es wird gezeigt, dass eine quadratische, metallische Oberfläche mit einer Kantenlänge von 17,5 cm rekonstruiert werden konnte.
Titel in ÜbersetzungEntwicklung eines Photometric Stereo Messsystems
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • O'Leary, Paul, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung18 Dez. 2009
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2009

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Photometric Stereo Kalibrierung von Photometric Stereo Photometric Stereo angewandt auf nicht-Lambertsche Oberflächen Oberflächenrekonstruktion

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