WO2014094815A1 - Korrespondenzanalyseverfahren - Google Patents

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WO2014094815A1
WO2014094815A1 PCT/EP2012/075747 EP2012075747W WO2014094815A1 WO 2014094815 A1 WO2014094815 A1 WO 2014094815A1 EP 2012075747 W EP2012075747 W EP 2012075747W WO 2014094815 A1 WO2014094815 A1 WO 2014094815A1
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intensity data
analysis area
pixel
angle
data
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PCT/EP2012/075747
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Robert Schmitt
Christoph MERSMANN
Philipp KOSSE
André DUFFE
Original Assignee
Rwth Aachen
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Publication date
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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
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    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/40—Analysis of texture
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    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40—Extraction of image or video features
    • G06V10/42—Global feature extraction by analysis of the whole pattern, e.g. using frequency domain transformations or autocorrelation
    • G06V10/435—Computation of moments
    • G—PHYSICS
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    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30124—Fabrics; Textile; Paper

Definitions

  • test system based on industrial image processing. This process automates the detection and quantification of damage to textile fabrics such as gaps or fuzzballs. In this case, an image segmentation with threshold value method takes place.
  • the directional determination of the fibers is derived gradient based based on the gap orientation.
  • the results are prepared in the form of quality maps in order to allow optimum utilization of the textile fabrics when they are cut.
  • the only fabrics investigated are multiaxial fabrics made of carbon fibers with their typical types of damage (gaps or angular deviations).
  • Another prototypical system relies on a combination of individual images, which are recorded by sequential illumination of the image scene from eight different directions over an angular range of 180 ° in order to filter out or selectively use disturbing reflections in the individual images to be coupled from the direction of illumination derive the fiber orientation of the respective reflection of the material. Orientations can be distinguished by this system for testing purposes.
  • known methods such as the methods known from AT 12 106 Ul or US Pat. No. 6,711,293, are not suitable for unambiguously assigning quasi-periodic structures, such as semi-finished fiber products.
  • Quasi-optical structures have no classical object features such as object edges, holes, so that typical methods, such as a block matching, can not be used. It is therefore an object of the invention to enable a measurement of 3-dimensional structures of textured fiber materials. It is a further object of the invention to detect an anisotropic texture. The object is achieved by a correspondence analysis method for providing data relating to the determination of location and direction of locally periodic structures in an analysis area, in particular of fibers of a textured fiber material.
  • the method comprises a step of illuminating and detecting the analysis area by means of an optical recording device, wherein the illumination is diffuse, and wherein the detection of the analysis area is performed at a first angle to the diffuse illumination, wherein first pixel-based intensity data of the analysis area are provided , Furthermore, the method comprises the step of illuminating and detecting the analysis area by means of an optical recording device, wherein the illumination is diffuse, and wherein the detection of the analysis area is performed at a second angle to the diffuse illumination, whereby second pixel-based intensity data of the analysis area are made available, wherein the first angle and the second angle are different in 3-dimensional space with respect to the diffuse illumination. Subsequently, intensity correlations are determined from the first intensity data and the second intensity data. Furthermore, at least one further correlation, selected from an orientation correlation and / or a coherence correlation, is determined from the first and second intensity data, wherein the further correlation is determined by means of a structure tensor from the first intensity data and the second intensity data.
  • This method makes it possible to provide a test method which can already be used in the manufacturing process for quality assurance.
  • the method according to the invention allows a production-integrated test, in particular with regard to the storage and filing quality in the production of plastic components by means of textured fiber materials in 3-dimensional terms. Due to the design also the stringent requirements under industrial conditions (short cycle times, robustness, reliability, etc.) can be met, i. a feedback of the measurement results for corrective process intervention (process control) is made possible.
  • a structure tensor of a pixel of the pixel-based intensity data is made up of at least the pixels directly adjacent to this pixel certainly.
  • the method can be implemented and parallelized in a particularly simple manner.
  • disparities are determined on the basis of the first and second intensity data and at least one selected from orientation data and / or coherence data. This makes it particularly easy to derive unique data.
  • depth information is extracted. This makes it particularly easy to derive 3-dimensional unique data.
  • the position and orientation of periodic structures in 3-dimensional space is determined on the basis of the depth information and the structure tensor. This allows unambiguous values to be determined even for quasiperiodic structures.
  • the textured fiber material is selected from a woven, laid or braided fiber material, fibers having glass fibers, carbon fibers, natural fibers or synthetic fibers.
  • a device for a correspondence analysis method for providing data relating to the determination of location and direction of locally periodic structures in an analysis area, in particular of fibers of a textured fiber material.
  • the device has at least one illumination device for illuminating the analysis area, wherein the illumination is diffuse, at least one optical recording device for detecting the analysis area, wherein the detection of the analysis area is made at an angle to the diffuse illumination, at least one memory device for storing first pixel-based intensity data of the Analysis area and second pixel-based intensity data of the analysis area, the first pixel-based intensity data originating from a detection of the analysis area at a first angle to the diffuse illumination and the second pixel-based intensity data coming from a detection of the analysis area at a second angle to the diffuse illumination, wherein the first angle and the second angle in the 3-dimensional space is different with respect to the diffuse illumination, at least one evaluation device for determining intensity Correlations from the first intensity data and the second intensity data, on.
  • the evaluation device is furthermore equipped to determine from the first and second intensity data at least one further correlation, selected from an orientation correlation and / or a coherence correlation, wherein the further correlation is determined by means of a structure tensor from the first intensity data and the second intensity data.
  • the device according to the invention allows a production-integrated test, in particular with respect to the storage and filing quality in the production of plastic components by means of textured fiber materials in 3-dimensional terms. Due to the design also the stringent requirements under industrial conditions (short cycle times, robustness, reliability, etc.) can be met, i. a feedback of the measurement results for corrective process intervention (process control) is made possible.
  • a structure tensor of a pixel of the pixel-based intensity data is determined from at least the pixels directly adjacent to this pixel.
  • the evaluation device is equipped to determine disparities on the basis of the first and second intensity data and at least one selected from orientation data and / or coherence data. This makes it particularly easy to derive unique data.
  • the evaluation device is equipped to extract depth information. This makes it particularly easy to derive 3-dimensional unambiguous data.
  • the evaluation device is furthermore equipped to determine the position and orientation of periodic structures in 3-dimensional space on the basis of the depth information and the structure tensor. This allows unambiguous values to be determined even for quasiperiodic structures.
  • the textured fiber material is selected from a woven, laid or braided fiber material, fibers having glass fibers, carbon fibers, natural fibers or synthetic fibers. As a result, all types of technical fabrics can be detected.
  • FIG. 1 shows images of an analysis area of a quasi-periodic structure from two different angles with ambiguous correspondences on the basis of a gray value correlation
  • FIG. 3 shows unambiguous correspondences of points in the images of the analysis region of the quasi-periodic structure at two different angles on the basis of the invention
  • FIG. 6 shows an exemplary arrangement of pixels when calculating a pattern tensor according to embodiments of the invention
  • FIG. 8 shows an exemplary representation of ascertained coherences based on the section of the analysis area.
  • FIG. 1 shows in the upper part images of an analysis area A of a quasi-periodic structure from two different angles with ambiguous correspondences based on a gray value correlation.
  • the image taken from a first camera position K x and on the right side, for example, the image taken from a first camera position K 2 are shown.
  • An example of such possible camera positions is given in FIG.
  • An exemplary point P is selected on the left image.
  • This point may be associated with conventional methods, no clear corresponding point on the right image, but instead are exemplary points Z lt Z 2, Z 3 indicated as a possible correspondence points.
  • the cause of this ambiguity is a quasiperiodic structure of the surface. If one tries to form a gray value correlation, as shown in the lower right part of FIG. 1, then a large number of maxima with similar amplitudes can be established. In the result is So no clear correspondence can be determined. Since no clear correspondence can be determined, it is not possible in the sequence to create a 3-dimensional assignment of the data.
  • the stated method allows to overcome the otherwise encountered ambiguity of quasi-periodic structures of the surface. As a result, a clear correspondence can be determined. Since a clear correspondence can be determined, it is also possible subsequently to create a 3-dimensional assignment of the data.
  • an exemplary method according to FIG. 4 is used, for example, with an exemplary arrangement according to FIG. 5.
  • this correspondence analysis method for providing data relating to the determination of location and direction of locally periodic structures in an analysis area A, in particular of fibers of a textured fiber material
  • a first step 100 the analysis area A is illuminated by means of a diffuse illumination L and by means of an optical recording device K x recorded.
  • the detection of the analysis area A takes place at a first angle to the diffuse illumination L, wherein first pixel-based intensity data of the analysis area A are made available.
  • An exemplary illumination L can be done by commercially available lighting devices.
  • the arrangement of the exemplary illumination may be substantially perpendicular to the analysis area A, but is not limited thereto.
  • an optical recording device can serve as a camera.
  • the analysis area A is re-illuminated by means of a second diffuse illumination or the same diffuse illumination L.
  • the analysis area A is in turn detected by the same optical recording device K x or a second optical recording device K 2 , wherein the detection of the analysis area A at a second angle to the diffuse Illumination L is made, wherein second pixel-based intensity data of the analysis area are provided, wherein the first angle and the second angle in the 3-dimensional space are different with respect to the diffuse illumination.
  • intensity correlations are now determined from the first intensity data and the second intensity data.
  • At least one further correlation selected from an orientation correlation and / or a coherence correlation, is now determined within the method according to the invention in a step 400, the further correlation being determined by means of a structure tensor from the first intensity data and the second intensity data.
  • These properties of the quasi-periodic surface can be translated into other features of the surface, such as e.g. an orientation of the quasi-periodic structure, a size of the quasi-periodic structure, a coherence measure of the quasi-periodic structure are mapped.
  • orientation e.g. Statements about anisotropic properties of a quasi-periodic structure are taken.
  • An exemplary joint evaluation can be achieved by an additive or multiplicative link, possibly with the aid of a weighting.
  • the invention makes use of the fact that the texture, i. the microform, which is a superposition to the surface of the macro-shape. Features of this fiber texture, such. As the texture orientation, are thus substantially in the plane of the macro-shape of the surface.
  • a texture tensor of a pixel P of the pixel-based intensity data is determined from at least the pixels N directly adjacent to that pixel P. That is, a pixel of a captured image is associated with values from the pixel neighborhood. For example, all immediately adjacent pixels, ie 8 pixels N. ⁇ ... N n or else more distant pixels, eg 24 pixels N ... N are taken into account in the calculation.
  • pixel arrangement reference is made to FIG.
  • Figure 7 shows an exemplary representation of determined orientations based on a section of the analysis area.
  • the determined orientation is shown in each case for a pixel as an arrow above the associated gray value of the pixel.
  • the orientation can be given not only as a direction but also as a gradient.
  • FIG. 8 shows an example representation of determined coherences based on the section of the analysis area.
  • the determined coherence is again indicated in each case for a pixel as a gray value.
  • Both Figure 7 and Figure 8 are based on data obtained from first and second intensity data. For better illustration of the orientation arrows in FIG. 7, however, the intensity data of several pixels have been weighted, so that the arrow density is lower.
  • the ascertained correlations differ from the original intensity data, so that differences that were previously unrecognizable from the intensity data can be used for the assignment.
  • disparities can be determined. This makes it possible to extract depth information from the data. In this way, the position and orientation of (quasi-) periodic structures in 3-dimensional space can be determined on the basis of the depth information and the structure tensor.
  • FIG. 3 shows unambiguous correspondences of points in the images of the analysis area A of the quasi-periodic structure from two different angles on the basis of the invention, analogous to the images in FIG.
  • FIG. 5 shows an exemplary arrangement according to the invention.
  • a device for a correspondence analysis method for providing data relating to the determination of location and direction of locally periodic structures in an analysis area A, in particular of fibers of a textured fiber material.
  • the device has at least one illumination device L for illuminating the analysis area, the illumination being diffuse.
  • the device has one or two receiving devices.
  • a receiving device can be moved by means of a positioning device to different locations and in different solid angles, or there are two recording devices provided at different spatial angles at different locations.
  • a receiving device may also have substantially the same angle as the illumination device L to the analysis area A.
  • the device has at least one memory device MEM for storing first pixel-based intensity data of the analysis area and second pixel-based intensity data of the analysis area, the first pixel-based intensity data originating from a detection of the analysis area at a first angle to the diffuse illumination and the second pixel-based intensity data coming from a detection of the Analysis area at a second angle to the diffuse illumination, wherein the first angle and the second angle in the 3-dimensional space with respect to the diffuse illumination are different, and at least one evaluation CPU for determining intensity correlations of the first intensity data and the second Intensity data, on.
  • the evaluation device CPU is further equipped to determine from the first and second intensity data at least one further correlation, selected from an orientation correlation and / or a coherence correlation, the further correlation being determined by means of a structure tensor from the first intensity data and the second intensity data ,
  • the invention provides a photogrammetry system which is capable of measuring a fiber orientation of the material having a quasi-periodic surface in 3-dimensional space even within a processing machine. For this, e.g. Local 2-dimesional surfaces are measured with two independent calibrated cameras, which are combined to form a 3-dimesional surface orientation of the quasiperiodic surface using the new correspondence analysis method.
  • correspondence vectors are first formed, with a pixel-wise assignment of the correspondences. Subsequently, the depth information can be extracted. Subsequently, a 3D fiber orientation can be derived from the results.
  • the invention relates to a method for the simultaneous detection of the geometry and the anisotropy of a 3-dimensional surface, comprising the steps of capturing two images of the surface from different spatial directions, determining texture features of the surface in both images, photogrammetric combination of both surface images to the geometry of the 3-dimensional Surface using the previously determined texture features and back projection of the texture features on the previously determined 3-dimensional surface to calculate the anisotropy of the same.
  • the invention provides a method and apparatus that allows for an integrated 3-dimensional geometry and fiber orientation measurement for quality assured and automated fiber composite production.
  • the invention makes it possible to determine the 3-dimensional geometry (macrogeometry) as well as the fiber orientation (texture feature or microgeometry) with a sufficiently low measurement uncertainty integrated in production.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Korrespondenzanalyseverfahren zur Bereitstellung von Daten bezüglich der Ermittlung von Ort und Richtung von lokal periodischen Strukturen in einem Analysegebiet (A), insbesondere von Fasern eines texturierten Faserwerkstoffes. Dabei wird das Analysegebiet (A) ausgeleuchtet und mittels eines optischen Aufnahmegerätes (K1, K2) erfasst, wobei die Ausleuchtung (L) diffus ist, und wobei die Erfassung des Analysegebietes (A) unter einem ersten Winkel zur diffusen Ausleuchtung (L) vorgenommen wird, wobei erste pixelbasierte Intensitätsdaten des Analysegebietes (A) zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin wird das Analysegebiet (A) unter einem zweiten Winkel erfasst, wobei zweite pixelbasierte Intensitätsdaten des Analysegebietes (A) zur Verfügung gestellt werden, wobei der erste Winkel und der zweite Winkel im 3-dimensionalen Raum in Bezug auf die diffuse Beleuchtung (L) unterschiedlich sind. Aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten werden Intensität-Korrelationen ermittelt. Aus den ersten und zweiten Intensitätsdaten wird zumindest einer weiteren Korrelation, ausgewählt aus einer Orientierungskorrelation und / oder einer Kohärenzkorrelation, ermittelt, wobei die weitere Korrelation mittels eines Strukturtensors aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten bestimmt wird.

Description

Korrespondenzanalyseverfahren
Anmelder: WTH Aachen, Deutschland
Bei der Herstellung neuer Bauteile, z.B. im Fahrzeugbau als auch in der Luft- und Raumfahrt, werden zunehmend Bauteile aus faserverstärkten Kunststoffen eingesetzt. Bei diesen faserverstärkten Kunststoffbauteilen, die in industriellem Maßstab gefertigt werden, werden texturierte Faserwerkstoffe in einer oder mehreren Lagen in eine Form eingelegt und mit Kunststoff umgeben. Häufig weisen die hierdurch herzustellenden Kunststoffbauteile eine komplexe 3-dimensionale Struktur auf, so dass es auf eine exakte Platzierung und/oder Orientierung der texturierten Faserwerkstoffe ankommt.
Im überwiegenden Maß wird für die Fertigungskontrolle eine nachgelagerte Überprüfung der Bauteile mittels Ultraschall vorgesehen. Diese Verfahren sind jedoch lediglich geeignet nach Erstellung eines Fertigproduktes zu entscheiden, ob ein Bauteil die gewünschten Parameter erfüllt oder nicht. Ein Problem dabei ist, dass ein texturierter Faserwerkstoff nicht„nass" geprüft werden kann. Zudem weisen textile Faserhalbzeuge aufgrund der Luftbrücken eine starke Schallschwächung auf, sodass diese luftgekoppelten Ultraschall-Systeme bei textilen Halbzeugen für fertigungsintegrierte Messungen nur begrenzt anwendbar sind.
Andere Verfahren verwenden eine Streifenprojektion. Allerdings sind auch dieses Verfahren fehlerbehaftet und nur für sehr ebene Oberflächen geeignet. Insbesondere ist zu berücksichtigen, dass bei lokal periodischen Strukturen, insbesondere Fasern eines texturierten Faserwerkstoffes, die Reflektion von einfallendem Licht stark abhängig ist vom Winkel zur Oberfläche als auch von der Beschaffenheit der einzelnen Fasern und der hieraus erstellten Textur. Teilweise stellen sich hierbei auch (negative) Polarisationseffekte ein. Kritisch erweist sich zudem, dass Teile der Messpunkte in Faserzwischenräume oder Nähte fallen, weswegen diese Messpunkte nicht für die Auswertung zur Verfügung stehen.
Es wäre daher wünschenswert ein Prüfverfahren zu entwickeln, dass bereits im Herstellungsprozess zur Qualitätssicherung eingesetzt werden könnte. Ein projektiertes Beispiel ist ein Prüfsystem auf Basis von industrieller Bildverarbeitung. Dabei wird die Erkennung und Quantifizierung von Beschädigungen der textilen Flächengebilde wie z.B. Lücken (Gaps) oder Fuzzballs automatisiert. Dabei findet eine Bildsegmentierung mit Schwellwertverfahren statt. Die Richtungsbestimmung der Fasern wird anhand der Gap-Orientierung gradientenbasiert abgeleitet. Die Ergebnisse werden in Form von Qualitätslandkarten vorbereitet, um eine optimale Ausnutzung der textilen Flächengebilde bei deren Zuschnitt zu ermöglichen. Als Flächengebilde werden ausschließlich multiaxiale Gelege aus Kohlenstofffasern mit ihren typischen Schädigungsarten (Gaps oder Winkelabweichungen) untersucht. Ein weiteres prototypisches System setzt auf eine Kombination von Einzelbildern, die durch eine sequenzielle Beleuchtung der Bildszene aus acht unterschiedlichen Richtungen über einen Winkelbereich von 180° aufgenommen werden, um störende Reflexionen in den Einzelbildern herauszufiltern bzw. gezielt zu nutzen, um aus der Beleuchtungsrichtung gekoppelt mit der jeweiligen Reflexion des Materials die Faserorientierung abzuleiten. Orientierungen können durch dieses System zu Prüfzwecken unterschieden werden.
Die beiden zuvor genannten Vorhaben betreffen zwar Aspekte der Erkennung und Quantifizierung typischer Textilstrukturfehler im 2-dimensionalen Raum, jedoch sind sie nicht für eine fertigungsintegrierte Prüfung insbesondere in Bezug auf die Ablage und Ablagegüte bei der Herstellung von Kunststoffbauteilen mittels texturierter Faserwerkstoffe in 3-dimensionaler Hinsicht, geeignet.
Auch sind zuvor genannten Verfahren nicht geeignet die strengen Anforderungen unter industriellen Bedingungen (kurze Taktzeiten, Robustheit, Zuverlässigkeit usw.) zu erfüllen. Mit den bisherigen Verfahren ist somit eine Rückkoppelung der Messergebnisse zum korrigierenden Prozesseingriff (Prozessregelung) nicht möglich.
Weiterhin sind bekannte Verfahren, wie die aus der AT 12 106 Ul oder der US 6,711,293 bekannten Verfahren, nicht geeignet quasiperiodische Strukturen, wie sie Faserhalbzeuge darstellen, eindeutig zuzuordnen. Quasioptische Strukturen weisen keine klassischen Objektmerkmale wie Objektkanten, Bohrungen auf, so dass typische Verfahren, wie ein Block-Matching, nicht eingesetzte werden können. Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Messung von 3-dimensionalen Strukturen von texturierten Faserwerkstoffen zu ermöglichen. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung eine anisotrope Textur zu erfassen. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Korrespondenzanalyseverfahren zur Bereitstellung von Daten bezüglich der Ermittlung von Ort und Richtung von lokal periodischen Strukturen in einem Analysegebiet, insbesondere von Fasern eines texturierten Faserwerkstoffes. Das Verfahren weist einen Schritt des Ausleuchtens und Erfassens des Analysegebietes mittels eines optischen Aufnahmegerätes, wobei die Ausleuchtung diffus ist, und wobei die Erfassung des Analysegebietes unter einem ersten Winkel zur diffusen Ausleuchtung vorgenommen wird, wobei erste pixelbasierte Intensitätsdaten des Analysegebietes zur Verfügung gestellt werden, auf. Weiterhin weist das Verfahren den Schritt des Ausleuchtens und Erfassens des Analysegebietes mittels eines optischen Aufnahmegerätes, wobei die Ausleuchtung diffus ist, und wobei die Erfassung des Analysegebietes unter einem zweiten Winkel zur diffusen Ausleuchtung vorgenommen wird, wobei zweite pixelbasierte Intensitätsdaten des Analysegebietes zur Verfügung gestellt werden, wobei der erste Winkel und der zweite Winkel im 3-dimensionalen Raum in Bezug auf die diffuse Beleuchtung unterschiedlich sind, auf. Anschließend werden Intensität-Korrelationen aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten ermittelt. Weiterhin werden aus den ersten und zweiten Intensitätsdaten zumindest eine weitere Korrelation, ausgewählt aus einer Orientierungskorrelation und / oder einer Kohärenzkorrelation, ermittelt, wobei die weitere Korrelation mittels eines Strukturtensors aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten bestimmt wird.
Durch dieses Verfahren wird es ermöglicht, ein Prüfverfahren bereitzustellen, das bereits im Herstellungsprozess zur Qualitätssicherung eingesetzt werden kann. Insbesondere erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine fertigungsintegrierte Prüfung, insbesondere in Bezug auf die Ablage und Ablagegüte bei der Herstellung von Kunststoffbauteilen mittels texturierter Faserwerkstoffe in 3-dimensionaler Hinsicht. Aufgrund der Ausgestaltung können auch die strengen Anforderungen unter industriellen Bedingungen (kurze Taktzeiten, Robustheit, Zuverlässigkeit usw.) erfüllt werden, d.h. eine Rückkoppelung der Messergebnisse zum korrigierenden Prozesseingriff (Prozessregelung) wird ermöglicht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein Strukturtensor eines Pixels der pixelbasierten Intensitätsdaten aus zumindest den direkt zu diesem Pixel benachbarten Pixeln bestimmt. Hierdurch lässt sich das Verfahren in besonders einfacher Weise implementieren und parallelisieren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden Disparitäten auf Basis der ersten und zweiten Intensitätsdaten und zumindest einem ausgewählt aus Orientierungsdaten und / oder Kohärenzdaten bestimmt. Hierdurch lassen sich besonders einfach eindeutige Daten ableiten.
Gemäß noch einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird eine Tiefeninformation extrahiert. Hierdurch lassen sich besonders einfach 3-dimensionale eindeutige Daten ableiten.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Lage und Orientierung von periodischen Strukturen im 3-dimensionalen Raum auf Basis der Tiefeninformation und des Strukturtensors bestimmt. Hierdurch lassen sich auch von quasiperiodischen Strukturen eindeutige Werte ermitteln.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der texturierte Faserwerkstoff ausgewählt aus einem gewebten, gelegten oder geflochtenen Faserwerkstoff, wobei Fasern Glasfasern, Karbonfasern, Naturfasern oder Kunststoffasern aufweisen. Hierdurch lassen sich alle Arten von technischen Geweben erfassen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird eine Vorrichtung für ein Korrespondenzanalyseverfahren zur Bereitstellung von Daten bezüglich der Ermittlung von Ort und Richtung von lokal periodischen Strukturen in einem Analysegebiet, insbesondere von Fasern eines texturierten Faserwerkstoffes, bereitgestellt. Die Vorrichtung weist zumindest eine Beleuchtungseinrichtung zum Ausleuchten des Analysegebietes, wobei die Ausleuchtung diffus ist, zumindest eine optische Aufnahmeeinrichtung zum Erfassen des Analysegebietes, wobei die Erfassung des Analysegebietes unter einem Winkel zur diffusen Ausleuchtung vorgenommen wird, zumindest eine Speichereinrichtung zum Speichern von ersten pixelbasierten Intensitätsdaten des Analysegebietes und zweiten pixelbasierten Intensitätsdaten des Analysegebietes, wobei die ersten pixelbasierte Intensitätsdaten aus einer Erfassung des Analysegebietes unter einem ersten Winkel zur diffusen Ausleuchtung stammen und die zweiten pixelbasierten Intensitätsdaten aus einer Erfassung des Analysegebietes unter einem zweiten Winkel zur diffusen Ausleuchtung stammen, wobei der erste Winkel und der zweite Winkel im 3-dimensionalen Raum in Bezug auf die diffuse Beleuchtung unterschiedlich sind, zumindest eine Auswerteeinrichtung zur Ermittlung von Intensität- Korrelationen aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten, auf. Die Auswerteeinrichtung ist weiterhin ausgestattet, um aus den ersten und zweiten Intensitätsdaten zumindest einer weiteren Korrelation, ausgewählt aus einer Orientierungskorrelation und / oder einer Kohärenzkorrelation zu ermitteln, wobei die weitere Korrelation mittels eines Strukturtensors aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten bestimmt wird.
Durch diese Vorrichtung wird es ermöglicht, eine Prüfvorrichtung bereitzustellen, die bereits im Herstellungsprozess zur Qualitätssicherung eingesetzt werden kann. Insbesondere erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine fertigungsintegrierte Prüfung, insbesondere in Bezug auf die Ablage und Ablagegüte bei der Herstellung von Kunststoffbauteilen mittels texturierter Faserwerkstoffe in 3-dimensionaler Hinsicht. Aufgrund der Ausgestaltung können auch die strengen Anforderungen unter industriellen Bedingungen (kurze Taktzeiten, Robustheit, Zuverlässigkeit usw.) erfüllt werden, d.h. eine Rückkoppelung der Messergebnisse zum korrigierenden Prozesseingriff (Prozessregelung) wird ermöglicht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein Strukturtensor eines Pixels der pixelbasierten Intensitätsdaten aus zumindest den direkt zu diesem Pixel benachbarten Pixeln bestimmt. Hierdurch lässt sich das Verfahren in besonders einfacher Weise implementieren und parallelisieren.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung ausgestattet, um Disparitäten auf Basis der ersten und zweiten Intensitätsdaten und zumindest einem ausgewählt aus Orientierungsdaten und / oder Kohärenzdaten zu bestimmen. Hierdurch lassen sich besonders einfach eindeutige Daten ableiten.
Gemäß noch einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung ausgestattet, um eine Tiefeninformation zu extrahieren. Hierdurch lassen sich besonders einfach 3- dimensionale eindeutige Daten ableiten. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung weiterhin ausgestattet, um Lage und Orientierung von periodischen Strukturen im 3-dimensionalen Raum auf Basis der Tiefeninformation und des Strukturtensors zu bestimmen. Hierdurch lassen sich auch von quasiperiodischen Strukturen eindeutige Werte ermitteln. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der texturierte Faserwerkstoff ausgewählt ist einem gewebten, gelegten oder geflochtenen Faserwerkstoff, wobei Fasern Glasfasern, Karbonfasern, Naturfasern oder Kunststoffasern aufweisen. Hierdurch lassen sich alle Arten von technischen Geweben erfassen.
Die Figuren zeigen:
Fig. 1 Aufnahmen eines Analysegebietes einer quasiperiodischen Struktur unter zwei verschiedenen Blickwinkeln mit mehrdeutigen Korrespondenzen auf Basis einer Grauwertkorrelation, Fig. 2 Varianten der Erfindung zur Ermittlung einer eindeutigen Korrespondenz auf beispielhafter Basis von Grauwertkorrelation und/oder Orientierungskorrelation und/oder Kohärenzkorrelation,
Fig. 3 eindeutige Korrespondenzen von Punkten in den Aufnahmen des Analysegebietes der quasiperiodischen Struktur unter zwei verschiedenen Blickwinkeln auf Basis der Erfindung,
Fig. 4 einen beispielhaften Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 5 eine beispielhafte erfindungsgemäße Anordnung,
Fig. 6 eine beispielhafte Anordnung von Pixeln bei Berechnung eines Strukturtensor gemäß Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. 7 eine beispielhafte Darstellung von ermittelten Orientierungen basierend auf einem Ausschnitt des Analysegebietes, und
Fig. 8 eine beispielhafte Darstellung von ermittelten Kohärenzen basierend auf dem Ausschnitt des Analysegebietes.
In Figur 1 werden im oberen Teil Aufnahmen eines Analysegebietes A einer quasiperiodischen Struktur unter zwei verschiedenen Blickwinkeln mit mehrdeutigen Korrespondenzen auf Basis einer Grauwertkorrelation gezeigt. Dabei wir auf der linken Seite beispielhaft das Bild aufgenommen aus einer ersten Kameraposition Kx und auf der rechten Seite beispielhaft das Bild aufgenommen aus einer ersten Kameraposition K2 dargestellt. Ein Beispiel von derartig möglichen Kamerapositionen ist in Fig. 5 angegeben.
Dabei ist auf dem linken Bild ein beispielhafter Punkt P ausgewählt. Diesem Punkt kann mit herkömmlichen Verfahren kein eindeutiger korrespondierender Punkt auf dem rechten Bild zugeordnet werden, stattdessen sind beispielhaft Punkte Zlt Z2, Z3 als mögliche Korrespondenzpunkte angegeben. Ursache für diese Vieldeutigkeit ist eine quasiperiodische Struktur der Oberfläche. Versucht man eine Grauwertkorrelation zu bilden, wie im unteren rechten Teil der Figur 1 dargestellt, so sind eine Vielzahl von Maxima mit ähnlichen Amplituden festzustellen. Im Ergebnis ist also keine eindeutige Korrespondenz ermittelbar. Da keine eindeutige Korrespondenz ermittelbar ist, ist es auch in der Folge nicht möglich eine 3-dimensionale Zuordnung der Daten zu erstellen.
Unterschiedliche Varianten der Erfindung zur Ermittlung einer eindeutigen Korrespondenz auf beispielhafter Basis von Grauwertkorrelation und/oder Orientierungskorrelation und/oder Kohärenzkorrelation sind in Figur 2 dargestellt.
Dabei wird aufgezeigt, dass die Nutzung von Grauwertkorrelationsdaten zusammen mit weiteren Korrelationsdaten eine eindeutige Zuordnung eines Punktes P in einem zu einem Zielpunkt Z ermöglicht.
Somit erlaubt das angegebene Verfahren die sonst anzutreffende Vieldeutigkeit von quasiperiodischen Strukturen der Oberfläche zu überwinden. Im Ergebnis ist also eine eindeutige Korrespondenz ermittelbar. Da eine eindeutige Korrespondenz ermittelbar ist, ist es auch in der Folge möglich eine 3-dimensionale Zuordnung der Daten zu erstellen.
Dabei wird ein beispielhaftes Verfahren gemäß Figur 4 z.B. mit einer beispielhaften Anordnung gemäß Figur 5 angewendet. In diesem Korrespondenzanalyseverfahren zur Bereitstellung von Daten bezüglich der Ermittlung von Ort und Richtung von lokal periodischen Strukturen in einem Analysegebiet A, insbesondere von Fasern eines texturierten Faserwerkstoffes, wird in einem ersten Schritt 100 das Analysegebiet A mittels einer diffusen Ausleuchtung L ausgeleuchtet und mittels eines optischen Aufnahmegerätes Kx erfasst. Die Erfassung des Analysegebietes A erfolgt unter einem ersten Winkel zur diffusen Ausleuchtung L, wobei erste pixelbasierte Intensitätsdaten des Analysegebietes A zur Verfügung gestellt werden. Eine beispielhafte Ausleuchtung L kann durch handelsübliche Beleuchtungseinrichtungen erfolgen. Die Anordnung der beispielhaften Ausleuchtung kann im Wesentlichen senkrecht zum Analysegebiet A erfolgen, sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Als optisches Aufnahmegerät kann z.B. eine Kamera dienen.
In einem zweiten Schritt 200 wird das Analysegebiet A mittels einer zweiten diffusen Ausleuchtung oder derselben diffusen Ausleuchtung L erneut ausgeleuchtet. Das Analysegebiet A wird wiederum mittels desselben optischen Aufnahmegerätes Kx oder eines zweiten optischen Aufnahmegerätes K2 erfasst, wobei die Erfassung des Analysegebietes A unter einem zweiten Winkel zur diffusen Ausleuchtung L vorgenommen wird, wobei zweite pixelbasierte Intensitätsdaten des Analysegebietes zur Verfügung gestellt werden, wobei der erste Winkel und der zweite Winkel im 3-dimensionalen Raum in Bezug auf die diffuse Beleuchtung unterschiedlich sind. In einem weiteren Schritt 300 werden nun Intensität-Korrelationen aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten ermittelt.
Weiterhin werden nun im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Schritt 400 zumindest eine weiteren Korrelation, ausgewählt aus einer Orientierungskorrelation und / oder einer Kohärenzkorrelation, ermittelt, wobei die weitere Korrelation mittels eines Strukturtensors aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten bestimmt wird.
Beispielhaft sind in Figur 2 neben der Grauwertkohärenz einer Zeile auch weitere Kohärenzen der Zeile in Bezug auf Orientierung und Kohärenzkorrelation dargestellt. Dabei kann es je nach Analysegebiet A und dessen Eigenschaften genügen nur eine weitere Kohärenz zu bestimmen. Im Folgenden wird angenommen, dass - wie in Figur 2 gezeigt - beide weiteren Kohärenzen bestimmt werden. Nachdem diese Kohärenzen bestimmt sind, können diese zusammen bewertet werden, um eine gemeinsame Aussage zu treffen. Dabei macht sich das Verfahren Eigenschaften der quasiperiodischen Oberfläche zu Nutze. Im Falle einer Faserstruktur sind diese Eigenschaften in den Grundmerkmalen der Textur und der Fasern, wie z.B. Faserbündel, Zwischenräume, Nahtstruktur, etc., gegeben. Diese Eigenschaften der quasi-periodischen Oberfläche können in weitere Merkmale der Oberfläche, wie z.B. eine Orientierung der quasi-periodischen Struktur, eine Größe der quasiperiodischen Struktur, ein Kohärenzmaß der quasi-periodischen Struktur abgebildet werden. Mittels der Orientierung können z.B. Aussagen über anisotrope Eigenschaften einer quasi-periodischen Struktur getroffen werden. Eine beispielhafte gemeinsame Bewertung kann durch eine additive oder multiplikative Verknüpfung, unter Umständen unter Zuhilfenahme einer Gewichtung, erreicht werden. Dabei macht sich die Erfindung zu Nutze, dass die Textur, d.h. die Mikroform, eine Superposition zur Oberfläche der Makroform ist. Merkmale dieser Fasertextur, wie z. B. die Texturorientierung, liegen damit im Wesentlichen in der Ebene der Makroform der Oberfläche.
In einem beispielhaften Verfahren wird in Schritt 400 ein Strukturtensor eines Pixels P der pixelbasierten Intensitätsdaten aus zumindest den direkt zu diesem Pixel P benachbarten Pixeln N bestimmt. D.h. einem Pixel eines aufgenommenen Bildes wird mit Werten aus der Pixelnachbarschaft verknüpft. Z.B. können alle unmittelbar benachbarten Pixel, d.h. 8 Pixel N.^ ... Nn oder aber auch weiter entfernte Pixel, z.B. 24 Pixel N ... N bei der Berechnung berücksichtigt werden. Als Beispiel für Pixelanordnung wird auf Figur 6 verwiesen.
Zum Beispiel zeigt Figur 7eine beispielhafte Darstellung von ermittelten Orientierungen basierend auf einem Ausschnitt des Analysegebietes. Dabei ist die ermittelte Orientierung jeweils für ein Pixel als Pfeil über dem zugehörigen Grauwert des Pixels dargestellt. Ohne näher hierauf einzugehen kann die Orientierung nicht nur als Richtung sondern auch als Gradient angegeben sein.
Zum Beispiel zeigt Figur 8 eine beispielhafte Darstellung von ermittelten Kohärenzen basierend auf dem Ausschnitt des Analysegebietes. Dabei ist die ermittelte Kohärenz wiederum jeweils für ein Pixel als Grauwert angegeben.
Sowohl Figur 7 als auch Figur 8 basieren auf Daten, welches aus ersten und zweiten Intensitätsdaten ermittelt wurden. Zur besseren Darstellbarkeit der Orientierungspfeile in Figur 7 wurden jedoch die Intensitätsdaten von mehreren Pixeln gewichtet berücksichtigt, so dass die Pfeildichte geringer ist.
Wie man den Figuren 7 und 8 entnehmen kann unterscheiden sich die ermittelten Korrelationen von den ursprünglichen Intensitätsdaten, so dass bisher aus den Intensitätsdaten nicht erkennbare Unterschiede für die Zuordnung genutzt werden können.
Weiterhin können auf Basis der ersten und zweiten Intensitätsdaten und zumindest einem ausgewählt aus Orientierungsdaten und / oder Kohärenzdaten Disparitäten bestimmt werden. Hierdurch wird es ermöglicht eine Tiefeninformation aus den Daten zu extrahieren. Hierdurch lassen sich die Lage und Orientierung von (quasi-) periodischen Strukturen im 3- dimensionalen Raum auf Basis der Tiefeninformation und des Strukturtensors bestimmen.
Solche periodischen Strukturen ergeben sich insbesondere bei texturierten Faserwerkstoffen, wobei die Herstellung mittels Webung, Flechtung oder Ablegung zu entsprechenden quasi-periodischen Strukturen führen. Weiterhin ist das Verfahren auf jegliche Art von Grundfasern, insbesondere auf Glasfasern, Karbonfasern, Naturfasern oder Kunststoffasern, anwendbar. In Figur 3 sind eindeutige Korrespondenzen von Punkten in den Aufnahmen des Analysegebietes A der quasiperiodischen Struktur unter zwei verschiedenen Blickwinkeln auf Basis der Erfindung, analog zu den Aufnahmen in Figur 1 dargestellt. In Figur 5 ist eine beispielhafte erfindungsgemäße Anordnung dargestellt. Dort ist eine Vorrichtung für ein Korrespondenzanalyseverfahren zur Bereitstellung von Daten bezüglich der Ermittlung von Ort und Richtung von lokal periodischen Strukturen in einem Analysegebiet A, insbesondere von Fasern eines texturierten Faserwerkstoffes, gezeigt. Die Vorrichtung weist zumindest eine Beleuchtungseinrichtung L zum Ausleuchten des Analysegebietes, wobei die Ausleuchtung diffus ist, auf.
Weiterhin weist die Vorrichtung eine oder zwei Aufnahmeeinrichtungen auf. Z.B. kann eine Aufnahmeeinrichtung mittels einer Positioniereinrichtung an unterschiedliche Orte und in unterschiedliche Raumwinkel verbracht werden, oder aber es sind zwei Aufnahmeeinrichtungen unter unterschiedlichen Raumwinkeln an unterschiedlichen Orten vorgesehen.
Dabei kann auch eine Aufnahmeeinrichtung im Wesentlichen den gleichen Winkel wie die Beleuchtungseinrichtung L zum Analysegebiet A aufweisen. Weiterhin weist die Vorrichtung zumindest eine Speichereinrichtung MEM zum Speichern von ersten pixelbasierten Intensitätsdaten des Analysegebietes und zweiten pixelbasierten Intensitätsdaten des Analysegebietes, wobei die ersten pixelbasierten Intensitätsdaten aus einer Erfassung des Analysegebietes unter einem ersten Winkel zur diffusen Ausleuchtung stammen und die zweiten pixelbasierten Intensitätsdaten aus einer Erfassung des Analysegebietes unter einem zweiten Winkel zur diffusen Ausleuchtung stammen, wobei der erste Winkel und der zweite Winkel im 3- dimensionalen Raum in Bezug auf die diffuse Beleuchtung unterschiedlich sind, und zumindest eine Auswerteeinrichtung CPU zur Ermittlung von Intensität-Korrelationen aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten, auf. Beides kann zweckmäßigerweise durch einen entsprechend programmtechnisch ausgerüsteten PC bewerkstelligt werden, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. Insbesondere kann es vorteilhaft sein die Berechnung einzelner Daten auf spezielle CPUs oder auf mehrere CPUs zu verlagern, um so die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Weiterhin ist die Auswerteeinrichtung CPU weiterhin so ausgestattet, um aus den ersten und zweiten Intensitätsdaten zumindest einer weiteren Korrelation, ausgewählt aus einer Orientierungskorrelation und / oder einer Kohärenzkorrelation zu ermitteln, wobei die weitere Korrelation mittels eines Strukturtensors aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten bestimmt wird.
Obwohl nicht näher beschrieben kann zudem vorgesehen sein die Vorrichtung als auch das Verfahren mit weiteren Messeinrichtungen und Messverfahren, insbesondere Streifen- oder Linienbelichtungen, zu kombinieren.
In anderen Worten, die Erfindung stellt ein Fotogrammetriesystem zur Verfügung, welches in der Lage ist eine Faserorientierung des Werkstoffes mit einer quasiperiodischen Oberfläche im 3- dimensionalen Raum auch innerhalb einer Bearbeitungsmaschine zu messen. Dazu können z.B. mit zwei unabhängigen kalibrierten Kameras lokale 2-dimesionale Oberflächen gemessen werden, die mit Hilfe des neuen Korrespondenzanalyseverfahrens zu einer 3-dimesionalen Oberflächenorientierungen der quasiperiodischen Oberfläche zusammengeführt werden.
Dabei wird z.B. auf Basis eines erfindungsgemäßen Strukturtensorverfahrens bei texturierten Faserhalbzeugen eine Disparitätsschätzung durchgeführt, welche als Ergebnis die Orientierung, die Magnitude, und die Kohärenz bereitstellt.
Dabei werden zunächst Korrespondenzvektoren gebildet, mit einer pixelweisen Zuordnung der Korrespondenzen. Anschließend kann die Tiefeninformation extrahiert werden. Anschließend kann aus den Ergebnissen eine 3D Faserorientierung abgeleitet werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur simultanen Erfassung der Geometrie und der Anisotropie einer 3-dimensionalen Oberfläche, umfassend die Schritte Erfassung zweier Bilder der Oberfläche aus unterschiedlichen Raumrichtungen, Bestimmung von Texturmerkmalen der Oberfläche in beiden Bildern, photogrammetrische Kombination beider Oberflächenbilder zur Geometrie der 3- dimensionalen Oberfläche unter Nutzung der zuvor bestimmten Texturmerkmale und Rückprojektion der Texturmerkmale auf die zuvor bestimmte 3-dimensionalen Oberfläche zur Berechnung der Anisotropie derselben. Im Ergebnis stellt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, die es erlaubt eine integrierte 3-dimensionale Geometrie- und -Faserorientierungsmessung für die qualitätsgesicherte und automatisierte Faserverbundproduktion zur Verfügung zu stellen. Dabei erlaubt die Erfindung zum einen die 3-dimensionale Geometrie (Makrogeometrie) als auch die Faserorientierung (Texturmerkmal bzw. Mikrogeometrie) mit einer ausreichend geringen Messunsicherheit fertigungsintegriert zu bestimmen.
Mittels der Erfindung ist es möglich eine modulare Lösung anzubieten, die zudem in die laufende Fertigungskette integrierbar ist. Dabei wird eine 3-dimensionale Messung bereitgestellt, die zudem einfach bedienbar ist. Durch die Möglichkeit der Integrierung in den Fertigungsprozess ist es zudem möglich jede einzelne Lage eines mehrlagigen texturierten Faserwerkstoffs zu erfassen.

Claims

Ansprüche
Korrespondenzanalyseverfahren zur Bereitstellung von Daten bezüglich der Ermittlung von Ort und Richtung von lokal periodischen Strukturen in einem Analysegebiet (A), insbesondere von Fasern eines texturierten Faserwerkstoffes, aufweisend die Schritte:
• ausleuchten und erfassen des Analysegebietes (100) mittels eines optischen
Aufnahmegerätes (K1( K2), wobei die Ausleuchtung (L) diffus ist, und wobei die Erfassung des Analysegebietes (A) unter einem ersten Winkel zur diffusen Ausleuchtung (L) vorgenommen wird, wobei erste pixelbasierte Intensitätsdaten des Analysegebietes (A) zur Verfügung gestellt werden,
• ausleuchten und erfassen des Analysegebietes (200) mittels eines optischen
Aufnahmegerätes (Ki, K2), wobei die Ausleuchtung (L) diffus ist, und wobei die Erfassung des Analysegebietes (A) unter einem zweiten Winkel zur diffusen Ausleuchtung (L) vorgenommen wird, wobei zweite pixelbasierte Intensitätsdaten des Analysegebietes zur Verfügung gestellt werden, wobei der erste Winkel und der zweite Winkel im 3- dimensionalen Raum in Bezug auf die diffuse Beleuchtung unterschiedlich sind,
• ermitteln von Intensität-Korrelationen (300) aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten,
• dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die weiteren Schritte aufweist aus:
• ermitteln aus den ersten und zweiten Intensitätsdaten (400) zumindest einer weiteren Korrelation, ausgewählt aus einer Orientierungskorrelation und / oder einer
Kohärenzkorrelation,
• wobei die weitere Korrelation mittels eines Strukturtensors aus den ersten
Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strukturtensor eines Pixels der pixelbasierten Intensitätsdaten aus zumindest den direkt zu diesem Pixel benachbarten Pixeln bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin aufweisend den Schritt bestimmen von Disparitäten auf Basis der ersten und zweiten Intensitätsdaten und zumindest einem ausgewählt aus Orientierungsdaten und / oder Kohärenzdaten.
Verfahren nach Anspruch 3, weiterhin aufweisend den Schritt extraktion einer Tiefeninformation.
5. Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin aufweisend den Schritt bestimmung der Lage und Orientierung von periodischen Strukturen im 3-dimensionalen Raum auf Basis der Tiefeninformation und des Strukturtensors.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der texturierte Faserwerkstoff ausgewählt ist aus einem gewebten, gelegten oder geflochtenen Faserwerkstoff, wobei Fasern Glasfasern, Karbonfasern, Naturfasern oder Kunststoffasern aufweisen.
Vorrichtung für ein Korrespondenzanalyseverfahren zur Bereitstellung von Daten bezüglich der Ermittlung von Ort und Richtung von lokal periodischen Strukturen in einem
Analysegebiet (A), insbesondere von Fasern eines texturierten Faserwerkstoffes, aufweisend:
• Zumindest eine Beleuchtungseinrichtung (L) zum Ausleuchten des Analysegebietes, wobei die Ausleuchtung diffus ist,
• Zumindest eine optische Aufnahmeeinrichtung (Κ K2) zum Erfassen des Analysegebietes, wobei die Erfassung des Analysegebietes unter einem Winkel zur diffusen Ausleuchtung vorgenommen wird,
• Zumindest eine Speichereinrichtung (MEM) zum Speichern von ersten pixelbasierten Intensitätsdaten des Analysegebietes und zweiten pixelbasierten Intensitätsdaten des Analysegebietes, wobei die ersten pixelbasierten Intensitätsdaten aus einer Erfassung des Analysegebietes unter einem ersten Winkel zur diffusen Ausleuchtung stammen und die zweiten pixelbasierten Intensitätsdaten aus einer Erfassung des Analysegebietes unter einem zweiten Winkel zur diffusen Ausleuchtung stammen, wobei der erste Winkel und der zweite Winkel im 3-dimensionalen Raum in Bezug auf die diffuse Beleuchtung unterschiedlich sind,
• Zumindest eine Auswerteeinrichtung (CPU) zur Ermittlung von Intensität-Korrelationen aus den ersten Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung weiterhin ausgestattet ist, um
• aus den ersten und zweiten Intensitätsdaten zumindest einer weiteren Korrelation, ausgewählt aus einer Orientierungskorrelation und / oder einer Kohärenzkorrelation zu ermitteln,
• wobei die weitere Korrelation mittels eines Strukturtensors aus den ersten
Intensitätsdaten und den zweiten Intensitätsdaten bestimmt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strukturtensor eines Pixels der pixelbasierten Intensitätsdaten aus zumindest den direkt zu diesem Pixel benachbarten Pixeln bestimmt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung weiterhin ausgestattet ist, um Disparitäten auf Basis der ersten und zweiten Intensitätsdaten und zumindest einem ausgewählt aus Orientierungsdaten und / oder Kohärenzdaten zu bestimmen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung weiterhin ausgestattet ist, um eine Tiefeninformation zu extrahieren.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung weiterhin ausgestattet ist, um Lage und Orientierung von periodischen Strukturen im 3- dimensionalen Raum auf Basis der Tiefeninformation und des Strukturtensors zu bestim
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der texturierte Faserwerkstoff ausgewählt ist aus einem gewebten, gelegten oder geflochtenen Faserwerkstoff, wobei Fasern Glasfasern, Karbonfasern, Naturfasern oder Kunststoffasern aufweisen.
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