Optische Analyse: 3D-Lichtschnittechnik

Beim Lichtschnittverfahren wird eine Lichtlinie auf das Prüfobjekt projiziert und diese mit einer Spezialkamera unter einem Winkel zur Projektionsrichtung aufgezeichnet.

Aus dem Verlauf der Lichtlinie wird ein Höhenprofil berechnet. Durch Bewegung des Objektes durch die Lichtlinie kann die gesamte Oberfläche erfasst werden. Abschattungen durch Strukturen können durch Verwendung mehrerer Kameras oder Laser vermieden werden.

3D-Lichtschnitttechnik
© FhG FCM
Drehteller mit Laser und Kamera
Analyse eines Weichkäses
© FhG IIS
Analyse eines Weichkäses

Das Lichtschnittverfahren ist für die schnelle dreidimensionale Erfassung der Oberfläche eines Prüfobjekts hervorragend geeignet. Selbst bei einer lateralen Auflösung von 0,05 mm sind Geschwindigkeiten im Bereich 1 m/s realisierbar, wobei die Höhenauflösung im Mikrometerbereich liegen kann. Durch geeignete Vorverarbeitung der Daten können Strukturen detektiert werden, deren Höhenabweichung weniger als 1 µm beträgt. So ist es möglich Objekte in sehr kurzer Zeit nach dreidimensionalen geometrischen Merkmalen zu sortieren.

Anwendungen

Bei Lebensmittel kann so leicht die Oberflächenbeschaffenheit beurteilt werden. Werden zusätzliche Aufnahme von Farben (RGB) oder hyperspektralen Daten hinzu genommen, können außerdem noch Aussagen über die farbliche Beschaffenheit der Oberfläche gewonnen werden.

Das Verfahren kann in vielen Bereichen Anwendung finden:

  • Detektion von verdorbenen Früchten
  • Sortierung von Früchten nach der Größe
  • Bestimmung des Reifegrades von Früchten
  • Aussortieren von mit Schimmelpilzen befallenem Getreide
  • Detektion von falsch platzierten oder gedruckten Etiketten
  • Detektion von beschädigten Verpackungen
  • Dokumentation des Produktstatus