Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
On-line shape inspection using a projected fringe pattern
Luleå University of Technology, Department of Engineering Sciences and Mathematics, Fluid and Experimental Mechanics.
2009 (English)Licentiate thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

A stereo camera system together with a single projected fringe pattern and one image recording is used to measure 3D-shape. The idea is to make the measurement quick enough to be able to use the method when testing quality on-line in manufacturing industry. For this to be possible the digital master (e.g. the CAD model) of the object is used to find homologous points, i.e. points corresponding to the same object point, in the cameras. Given the homologous points the shape can be calculated using optical triangulation. In the results of the shape measurement it can be seen that as long as the object has approximately the same shape as expected (the same shape as the digital master) the method works. For the setup used in these measurements the accuracy was ≈± 40 µm. However, large deviation from the digital master will be incorrectly detected due to the fact that the phase in the images is wrapped. An analytical expression for the maximum detectable deviation is calculated and for the setup used it became ≈± 1.6 mm. Since the accuracy in the shape measurement depends on the phase error an analytical expression for this is derived. It is seen that the phase error becomes large if the fringe modulation is low and the speckle contrast in the fringe pattern is high. The phase in the fringes is determined using a Fourier filter method which gives that the phase error also depends on the size of the filter in the Fourier spectrum. To reduce the phase error focus has been put on suppressing the speckles by moving the aperture. It is verified by simulations and experiments that this method reduces both the speckle contrast and the phase error by 60 % for a movement of three aperture diameters.

Abstract [sv]

För att mäta 3D-form används ett stereokamerasystem tillsammans med ett projicerat fransmönster och en avbildning. Tanken är att göra mätningen tillräckligt snabb för att den ska kunna användas till att testa kvalitet on-line i tillverkningsindustrin. För att detta ska vara möjligt används objektets digitala master (t ex. CAD modellen) för att hitta de homologa punkterna, dvs. de punkter som motsvarar samma objektpunkter, i kamerorna. Givet de homologa punkterna kan formen beräknas med optisk triangulering. Resultaten från formmätningarna visar att så länge som objektet har ungefär samma form som förväntat (dvs. samma form som den digitala mastern) så fungerar metoden. Stora avvikelser från den digitala mastern kommer dock att detekteras inkorrekt eftersom att fasen i bilderna är vikt. Ett analytiskt uttryck är beräknat för den maximala detekterbara avvikelsen och för denna uppställning blir den ≈± 1.6 mm. Noggrannheten i mätningarna blir med samma uppställning ≈± 40 µm. Då noggrannheten i formmätningen beror på fasfelet har ett analytiskt uttryck härletts för detta. Detta visar att fasfelet blir stort om fransmodulationen är låg och specklekontrasten i fransmönstret är hög. Då fasen i fransarna bestäms med en Fourierfiltermetod kommer fasfelet även att bero på filtrets storlek i Fourierspektrumet. För att minska fasfelet har fokus lagts på att reducera specklerna genom att förflytta aperturen. Simuleringar och experiment har använts för att verifiera att denna metod reducerar både specklekontrasten och fasfelet med 60 % för en förflyttning på tre aperturdiametrar.

Place, publisher, year, edition, pages
Luleå: Luleå tekniska universitet, 2009. , 70 p.
Series
Licentiate thesis / Luleå University of Technology, ISSN 1402-1757
Research subject
Experimental Mechanics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-17849Local ID: 582152e0-e402-11de-bae5-000ea68e967bISBN: 978-91-7439-068-1OAI: oai:DiVA.org:ltu-17849DiVA: diva2:990855
Note
Godkänd; 2009; 20091208 (sarros); LICENTIATSEMINARIUM Ämnesområde: Experimentell mekanik/Experimental Mechanics Examinator: Professor Mikael Sjödahl, Luleå tekniska universitet Tid: Torsdag den 4 februari 2010 kl 10.00 Plats: E 1032, Luleå tekniska universiteAvailable from: 2016-09-29 Created: 2016-09-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2767 kB)5 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2767 kBChecksum SHA-512
9919fc3450389a3c079638e92076b128d7d671aa71d3fd80bd461dd0712c8430ecd5823deebbd687753969faa654d6503873c9b2db68f56fe2cc685917e20a64
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Rosendahl, Sara
By organisation
Fluid and Experimental Mechanics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 5 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 9 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link