Fraunhofer: 3D-Sensor vermisst unzugängliche Bereiche

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Spurensicherung am Tatort, Vermessung von Gesichtern für medizinische Anwendungen, Stichproben bei der Produktion – dreidimensionale Abbildungen sind vielerorts gefragt. Ein neues schnurloses Gerät ermöglicht solche Aufnahmen nun schnell und an jedem Ort.

Tief haben sich die Autoreifen in den matschigen Waldboden am Tatort gedrückt: Die Experten der Spurensicherung gießen den Abdruck mit Gips aus, um ihn später mit den Reifenprofilen der Autos Verdächtiger vergleichen zu können. Künftig soll dies einfacher gehen: Die Polizisten brauchen nur noch einen 3D-Sensor in die Hand nehmen, wie bei einem Fotoapparat auslösen – und einige Sekunden später sehen sie das dreidimensionale Abbild der Reifenspur auf dem Laptop. Der Sensor ist nicht größer als ein Schuhkarton und wiegt nur etwa ein Kilo. Die Daten funkt er via WLAN an den Computer, Batterien versorgen ihn mit Strom.

Entwickelt wurde der Sensor am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena. “Er besteht aus zwei Kameras und einem Projektor in der Mitte”, sagt Gunther Notni, Abteilungsleiter am IOF. “Die beiden Kameras sorgen für die dreidimensionale Sicht, ähnlich wie zwei Augen. Der Projektor wirft ein Streifenmuster auf die Gegenstände. Über die Deformation der Streifen kann man auf die Geometrie des vermessenen Gegenstands schließen.”

Diese Streifenprojektion ist bereits ein etabliertes Verfahren. Neu an dem Vermessungsgerät mit dem Namen ‘Kolibri Cordless’ sind Messgeschwindigkeit, Größe, Gewicht und der kabellose Betrieb. Zum Vergleich: Herkömmliche Geräte dieser Art wiegen etwa vier- bis fünfmal so viel und sind mit rund 50 Zentimetern Länge mehr als doppelt so groß. “Die Basis für die Verkleinerung legt der Projektor. Er erzeugt sein Licht mit Leuchtdioden, LEDs, anstelle der üblichen Halogenlampen”, so Notni. Die Herausforderung: Die LEDs strahlen in alle Richtungen. Damit das Bild dennoch hell genug ist, muss das Licht mit spezieller Mikrooptik so gesammelt werden, dass es auf das Objektiv trifft.

Die Anwendungen sind vielfältig: “Patienten, die schnarchen, brauchen oft eine Atemmaske zum Schlafen. Damit sie nicht drückt, muss sie für jeden Patienten individuell angefertigt werden. Mit unserem System kann der Arzt das Gesicht des Patienten in wenigen Sekunden scannen und die Atemmaske anhand dieser Daten anfertigen lassen.” Die Hauptanwendung sieht Notni in der Qualitätssicherung bei Produktionsprozessen: Mit dem tragbaren Gerät lassen sich auch schwer zugängliche Bereiche vermessen – oder bereits eingebaute Komponenten, etwa die Position von Fußpedalen im Fahrzeuginnenraum. Auf der Messe Control vom 22. bis 25. April in Stuttgart stellen die Forscher ihre Entwicklung vor (Halle 1, Stand 1520).