Beleuchtungsabhängige Effekte bei der Bildmessung von kreisförmigen Zielmarken

Mirko Riedel, Jessica Deutsch, Frank Liebold, Steffen Ihlenfeldt

In der Praxis zeigen sich bei Messanordnungen mit variablen Lichtbedingungen beleuchtungsabhängige Einflüsse in Form von Verlagerungen des Mittelpunkts, was sowohl im Bild- als auch im Objektraum nachweisbar ist. Zur Ursachenanalyse wurde ein Versuchsaufbau zur experimentellen Untersuchung unterschiedlicher Beleuchtungssituationen realisiert. Damit konnte das beleuchtungsabhängige Verhalten bestätigt werden: Unter ungünstigen Bedingungen können Abweichungen im Bild bis zu 1 Pixel betragen.Einflussgrößen für diese Abweichungen sind dabei das Markenmaterial und dessen spezifisches Rauheitsprofil sowie die blickrichtungsabhängige Strahlgeometrie. Bekannte Reflexionsmodelle, beispielsweise aus dem Bereich der Computergrafik (Phong, Cook-Torrence u. ä.), bilden zwar Strahlgeometrie und Reflexionsverhalten sehr gut ab, können aber die Verlagerung des Markenzentrums nicht schlüssig erklären oder einen Korrekturansatz liefern. Deshalb wurden experimentelle Untersuchungen zu diesem Verhaltendurchgeführt. Es zeigt sich, dass der Effekt systematisch ist, sodass im ersten Schritt eine Korrektur des Markendurchmessers erreicht werden konnte. Im zweiten Schritt wurde am Lehrstuhl ein optimiertes Markendesign entwickelt, das sowohl die Stabilität der Bildmessung deutlich steigern konnte als auch unter bestimmten Bedingungen die helligkeitsabhängige Verlagerung des Ellipsenmittelpunkts verringert.
Schlüsselwörter:Bildmessung, Ellipsenerkennung, Beleuchtung

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