Die flächenhafte dreidimensionale Erfassung von Strukturen spielt heute branchenübergreifend sowohl im industriellen Umfeld, z.B. in der Qualitätssicherung, der Mensch-Maschine-Interaktion, der Digitalisierung von Kunstgegenständen bis hin zur Kriminalistik eine große Rolle. Hierbei kommen optisch-kontaktlose 3D-Messtechniken zum Einsatz. Bislang sind die Einsatzmöglichkeiten auf Objekte mit sog. kooperativen Oberflächen beschränkt, das heißt auf Objekte mit im weitesten Sinne diffus reflektierenden („matten“) Oberflächen ohne größeres Eindringverhalten oder gar Transmission von Licht. Komplexe, transparente Objekte können bislang nur aufwändig taktil bzw. häufig gar nicht dreidimensional erfasst werden.
Mit den Forschungsarbeiten der Forschergruppe 3D-Wärme soll zum einen ein optisches 3D-Erfassungssystem entwickelt werden, das auf Basis von Infrarotlicht-Wärmemusterprojektion einen neuartigen Ansatz zur Erfassung solcher transparenten Objekte verfolgt. Dabei werden transparente Objekte (z.B. Glas und transparente Kunststoffe) optisch vermessen, indem sie mit einer Serie von Wärmemustern (zerstörungsfrei um wenige Kelvin) strukturiert erwärmt werden. Anstelle von reflektiertem Licht werden die re-emittierenden Muster mit einer Ferninfrarotkamera (LWIR, MWIR) aufgenommen. Durch die Verwendung von zwei derartigen Kameras in Stereo-Anordnung sollen dann mittels Korrelationsmethoden die 3D-Koordinaten genau und robust ermittelt werden.
Die Teilaufgaben des Fachgebietes Biomechatronik in dieser Forschergruppe sind:
- Greif- und Handlingskonzepte für fragile, insbesondere spröde, transparente Objekte bzw. Werkstücke unter Nutzung von Wissen über Greif-, Reich- und Manipulationsvorgänge in der Natur abzuleiten und unter bio-mechatronischen Systementwicklungsaspekten zu erarbeiten.
- mit diesen Konzepten einen neuartigen Greifer zum Einsatz an einem Roboterarm zu entwickeln und zu testen.
- Mithilfe der aus der Vermessung gewonnenen Daten (Position des Objektes, Form, Abmessung und Oberflächenstruktur) einen mit diesem Greifer bestückten Roboter(arm) anzusteuern und das sichere Handling der adressierten Objekte zu gewährleisten.
