Um hochpräzise dreidimensionale Messungen an kleinen Objekten zu realisieren, wurde in dieser Arbeit ein 3D-Oberflächenmesssystem basierend auf strukturierter Beleuchtung aufgebaut. Die im System verwendeten Phasencodierungsalgorithmen, telezentrische Kamerakalibrierungsalgorithmen und Projektorkalibrierungsalgorithmen wurden untersucht. Zunächst wurden mithilfe eines Kantenerkennungsalgorithmus die Koordinaten der Merkmalspunkte der zweidimensionalen ebenen Zieltafel ermittelt. Die Kalibrierung der telezentrischen Kamera erfolgte mittels des verbesserten Zhang-Kalibrierungsalgorithmus. Durch phasencodiertes strukturiertes Licht wurde die Abbildungsbeziehung zwischen Kamerapixeln und Projektorpixeln gewonnen. Anschließend konnte der Projektor mithilfe der Abbildungsbeziehung ebenfalls die Positionsinformationen der Merkmalspunkte erfassen und somit kalibriert werden. Schließlich wurde basierend auf dem Stereosehmodell eine 3D-Rekonstruktion des gemessenen Objekts durchgeführt. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass das Sichtfeld des kalibrierten Messsystems größer als 2000 mm² ist, die Messgenauigkeit über das gesamte Sichtfeld etwa 32 μm beträgt, und die Messgenauigkeit im Zentrum des Sichtfelds 10 μm beträgt. Das System weist eine gute Stabilität und Wiederholbarkeit auf, kann die Anforderungen der meisten industriellen Inspektionsanwendungen erfüllen und zeigt ein breites Anwendungspotential.

strukturierte Beleuchtung;3D-Messung;telezentrisches Objektiv;hohe Genauigkeit