Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF

Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF

Handgeführte 3D-Messsysteme

Unsere Ansätze für aktiv-Stereo 3D-Messsysteme mit GOBO-Projektion oder LED basierter Multi-Apertur-Musterprojektion als auch eigens entwickelte passiv-Stereo sowie photogrammetrische Ansätze sind hochgradig miniaturisierbar und ermöglichen die Realisierung von handgeführten 3D-Messsystemen.

Handgeführte 3D-Messsysteme zeichnen sich durch eine sehr schnelle Bildaufnahme und dennoch präzise Messung aus. Eine hochauflösende Erfassung von Farbe und Textur ist möglich. Kabelloses Systemdesign und geringes Gewicht ermöglichen einen mobilen Einsatz im Innen- und Außenbereich. Die Sensorkopf-Positionierung ist flexibel, Passmarken oder externes Tracking sind nicht notwendig.

Unsere Systeme »goSCOUT3D« und »kolibri CORDLESS« sind überaus nutzerfreundlich und erlauben ein einfaches Handling mit modernem User-Interface. Einsatzfelder derartiger Systeme liegen in der Erfassung von 3D-Daten für Qualitätssicherung, Rapid Prototyping, Design, Archäologie, Kriminologie und CAD/CAM Anwendungen sowie Unterwasseranwendungen

Unser Leistungsangebot

In der Abteilung Bildgebung und Sensorik im Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik werden handgeführte, mobile Sensortechnologien und messtechnische Software-Lösungen für eine Vielzahl von industriellen als auch lebensnahen Aufgabenstellungen entwickelt und angewendet.

  • Konzepte für innovative Sensorsysteme nach individuellen Kundenanforderungen
  • mobile 3D-Sensorlösungen basierend auf Photogrammmetrie oder aktiver und passiver Stereosensorik
  • mobile multimodale Kameratechnik für die Charakterisierung von Objekten und Szenen
  • Entwicklung von Sensoren für 2D-, 3D- und multimodale Datenerfassung im mobilen Einsatz
  • Integration der Sensoren in die Betriebsabläufe von Kunden
  • Demonstration neuer Sensorlösungen
  • Transfer von Sensortechnologien in anspruchsvolle Anwendungsgebiete

goSCOUT3D

Der am Fraunhofer IOF entwickelte 3D-Handscanner goSCOUT3D beruht auf dem passiven photogrammetrischen Messprinzip und besteht aus einer hochauflösenden Farbkamera, einem Ringlicht, einer Inertial-Messeinheit (IMU) und einem 5,5-Zoll-Touchscreen. Die Stromversorgung erfolgt über Akkus, die zusammen mit der Steuereinheit in einer separaten Umhängetasche untergebracht sind. Das Gewicht des Scanner-Kopfes liegt bei etwa 1,3 kg. Bei der Standard-Mess­entfernung von einem Meter beträgt das Bildfeld ungefähr einen Quadratmeter. Die Farbkamera besitzt einen 20-Megapixel-Chip und erreicht somit eine Messpunktauflösung im Objektraum von circa 0,2 mm. Der Akku ermöglicht einen mehrstündigen Betrieb.

 

Erfassung komplexer Objekte mit dem 3D-Handscanner goSCOUT3D
© Fraunhofer IOF
Erfassung komplexer Objekte mit dem 3D-Handscanner goSCOUT3D
3D-Handscanner goSCOUT3D (links) und erfasstes Objekt (rechts) mit visualisierten trajektorischer Informationen
© Fraunhofer IOF
3D-Handscanner goSCOUT3D (links) und erfasstes Objekt (rechts) mit visualisierten trajektorischer Informationen
Aufnahme eines Flugzeugtriebwerks mit dem 3D-Handscanner goSCOUT3D
© Fraunhofer IOF
Aufnahme eines Flugzeugtriebwerks mit dem 3D-Handscanner goSCOUT3D

System-Parameter

  • Messfeld pro Bildaufnahme 1000 x 1000 m2
  • Arbeitsabstand 1000 mm
  • Kameraauflösung 4480 x 4496 Pixel
  • Auflösung lateral 250 µm
  • Sensorgewicht 1,3 kg

Systemfamilie kolibri CORDLESS

Auf Basis des Systems kolibri CORDLESS entwickeln wir Messsysteme entsprechend kundenspezifischen Anforderungen. Unter Nutzung unserer Hochgeschwindigkeits-Musterprojektion, der angepassten Streifenprojektion mit Phasenshift werden Systeme möglich, die miniaturisiert in komplexen Anwendungen handgeführt angewendet werden können. Bereits realisierte Anwendungen liegen in der Digitalisierung von historischen Globen, der Forensik und dem Unterwassereinsatz.

 

kolibri CORDLESS – Handgeführtes 3D-Messsystem für den Unterwassereinsatz

 

kolibri CORDLESS 3D-Scanner im Unterwassereinsatz
© Fraunhofer IOF
kolibri CORDLESS 3D-Scanner im Unterwassereinsatz

System-Parameter

  • Einzelmessfeld: 250 x 200 mm²
  • Arbeitsabstand: 500 mm
  • Kameraauflösung 1600 x 1200 Pixel
  • Auflösung lateral 150 µm
  • Messunsicherheit: 200 μm
  • Aufnahmezeit: 0,4 s
  • Max. Tauchtiefe: 40 m
  • Sensorgewicht: 11 kg

kolibri CORDLESS – Handgeführtes 3D-Messsystem für die Forensik und die die Digitalisierung von Kulturgütern

kolibri CORDLESS 3D-Scanner beim Scanvorgang eines Schuhabdruckes
© Fraunhofer IOF
kolibri CORDLESS 3D-Scanner beim Scanvorgang eines Schuhabdruckes.
kolibri CORDLESS 3D-Scanner bei der 3D-Erfassung eines Relief-Globus im Museum »Ernst-Haeckel-Haus« in Jena
© Fraunhofer IOF
kolibri CORDLESS 3D-Scanner bei der 3D-Erfassung eines Relief-Globus im Museum »Ernst-Haeckel-Haus« in Jena.

System-Parameter

  • Einzelmessfeld: 325 mm x 200 mm²
  • Messunsicherheit: 20 μm … 100 μm
  • Aufnahmezeit: < 0,25 s
  • Auflösung: 170 μm
  • Sensorgewicht: 3,6 kg
  • (optional mit Farbe 4,4 kg)
  • Zahl der Ansichten: frei wählbar
  • Pixelanzahl: 2048 × 1280 Pixel

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