Lehre
Optische 3D-Messtechnik und Computer Vision (3Dvisionlab)

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Hier erhalten Sie alle Informationen zu den angebotenen Lehrveranstalungen des Labors, sowie Praktika, Projektarbeiten sowie Abschlussarbeiten.

Lehrveranstaltungen

Das gesamte Angebot an Vorlesungen und Überungen des Labors für optische 3D Messtechnik und Computer Vision (3Dvisionlab) finden Sie hier.

Wintersemester

Moderne Optische Verfahren in der Fertigung: Vom Bild zur Entscheidung (MOVIE)

Prof.Michael Layh, Prof. Bernd Pinzer

Zugehörigkeit

Masterstudiengang Fertigungs- und Werkstofftechnik

Kurzbeschreibung
Ziel dieser Vorlesung ist es, den Studierenden vertiefte Kenntnisse sowohl über die Theorie als auch über praktische Anwendungen der optischen Messtechnik und der computergestützten Bildverarbeitung zu vermitteln. Nach der erfolgreichen Teilnahme an der Vorlesung können Studierende die Funktionsweise unterschiedlichster industrieller optischer Messverfahren auf dem Gebiet der Materialprüfung und der Fertigungstechnik verstehen und die Systeme an konkrete Fragestellungen anpassen. Es werden Kenntnisse über die gesamte Prozesskette der jeweiligen industriellen Messverfahren, d.h. vom optischen Messprinzip über die Datenanalyse bis hin zur Bewertung/Entscheidung vermittelt. 

Sommersemester

Angewandte Optik für Ingenieure

Prof. Michael Layh

Angeboten für

alle Bachelorstudeingänge Fakultät Maschinenbau

Kurzbeschreibung

Nach der erfolgreichen Teilnahme an dieser Modulveranstaltung sind die Studierenden in der Lage die grundlegenden Prinzipien der geometrischen Optik und der Wellenoptik zu verstehen und können diese, zur Analyse neuartige optischer Systeme, anwenden. Die Studierenden verstehen die Funktionsweisen gängiger optischer Verfahren der industriellen Messtechnik und kennen deren Einsatzfelder. Darüber hinaus können die Studierenden für eine neuartige industrielle Messaufgabe eine geeignete Auswahl optischer Systeme treffen und deren Anwendbarkeit hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und Grenzen kritisch prüfen. 

 

 

Bildverarbeitung und Machine Vision: Prüfen, Messen, Klassifizieren

Prof. Bernd Pinzer

Angeboten für

Bachelorstudiengänge Maschinenbau und Energie- und Umwelttechnik

Kurzbeschreibung
Um optische Messtechnik und insbesondere Kameras kommt heute in der Industrie niemand mehr herum: Bauteile werden hochpräzise vermessen, Produkte automatisch auf Fehler überprüft, Roboter und Fahrzeuge lernen “sehen”. Die maschinelle Interpretation von Bildern zum Zwecke des Prüfens, Vermessens oder der Klassifizierung ist Gegenstand dieser Vorlesung. Die Teilnehmer lernen grundlegende Operationen auf Bildern kennen und können diese anwenden, um Bildverarbeitungsketten aufzubauen und so die Bilder zu „verstehen“. Dazu werden aktuelle Werkzeuge wie Python und OpenCV benutzt, so dass die Studierenden eigene Programme entwerfen und implementieren können

Studentische und akademische Arbeiten

Die Forschungsinhalte des Labors für optische 3D Messtechnik und Computer Vision (3Dvisionlab) sind teilweise äußerst dynamisch und immer in aktuellen Forschungsgebieten angesiedelt. Daher lohnt es sich oft einfach im Labor vorbeizukommen und nach Abschlussarbeiten oder akademischen Arbeiten aus dem vielseitigen Themengebieten zu fragen.

Bereiche und Thematiken die aktuell möglich sind:

  • Industrielle Messverfahren (Lichtschnitt, Streifenlichtprojektion, Bildkorrelationsverfahren)
  • Untersuchungen an optischen Messgeräten und Komponenten
  • Interferometrie, Holographie
  • Bildauswertung, Informations- und Bildverarbeitung
  • Industrielle Bildverarbeitung
  • Oberflächenprüfung
  • Dynamische Oberflächenmessungen (z.B. flächige Schwingungsanalyse)

Eine weitere Auswahl an Themengebieten finden sie in unserem Schaukasten vor dem Labor (Raum H210) oder in direkter Nachfrage bei unseren Mitarbeitern.

Bachelorarbeiten

  • Drohnengestützte photogrammetrische 3D rekonstruktion einer komplexen historischen Architektur und Vergleich mit hochpräzisen Laserscanning Daten,
    Bachelorarbeit, Lukas Twerdy, 2020
     
  • Charakterisierung der dynamischen Verformung eines schnell kippbaren Galvo-Spiegels zur Laserstrahlführung mit einem Wellenfront-Sensor,
    Bachelorarbeit, Matthias Feichtinger, 2020
     
  • Aufbau eines Gonioreflektometer und anschließende Untersuchungder Bidirektionalen Reflektanzverteilungsfunktion von Gussteiloberflächen,
    Bachelorarbeit, Alexander Feiersinger, 2019
     
  • Versuchsaufbau und -optimierung zur dreidimensionalen Rekonstruktion von Oberflächenorientierungen anhand von photometrischer Stereoanalyse,
    Bachelorarbeit, Benedikt Klatt, 2018
     
  • Auslegung und Aufbau eines Laborversuchs zur hyperspektralen Bildgebung in der Fertigungsüberwachung,
    Bachelorarbeit, Julian Kraus, 2018

Masterarbeiten

  • Konzeptentwicklung eines optischen Messverfahrens zur Inline-Qualitätsüberwachung eines Stanz-Biege-Prozesses, Masterarbeit,
    Maximilian Lorenz (2017)

Promotionen (kooperativ)

  • Enabling the development of novel metrology systems by utilizing macroscopic and microscopic 3D printing techniques,
    Korbinian Prause, (2019 - ca. 2022)
     
  • Inline-Messung der Schnittflächenkenngrößen innerhalb eines Stanz-Prozesses,
    Maximilian Lorenz, (2020 - ca. 2023)

Ausschreibungen

  • Design und Verifikation eines Messstandes zur Aufnahme der 6-dimensionalen optischen PSF (Point-Spread-Function)
    Kamera Objektive bzw. andere Abbildende Optiken können auf verschiedenste Weise in ihrer Abbildungsqualität quantifiziert werden. Mit Hilfe der Point-Spread-Function können die Abbildungseigenschaften einer Abbildenden Optik komplett beschrieben werden und für die Simulation dieser Optik verwendet werden. Der Fokus dieser Arbeit liegt in der Entwicklung eines Messstandes inkl. der nötigen Ansteuersoftware und Auswertealgorithmen zur Aufnahme der 6-dimensionalen Point-Spread-Function einer Abbildenden Optik.

    Weitere Infos hier.

Praktika

Im Labor für optische 3D Messtechnik und Computer Vision (3Dvisionlab) werden diverse Praktika in Begleitung zu den angebotenen Lehrveranstaltungen angeboten.

Modulation Transfer Function / Point Spread Function - Aufnahme

Kurzbeschreibung

(in Arbeit)

Zugehörigkeit

Angewandte Optik für Ingenieure

Betreuer

Korbinian Prause, M.Sc.

Konfokal Mikroskopie

Kurzbeschreibung

(in Arbeit)

Zugehörigkeit

Angewandte Optik für Ingenieure

Betreuer

Michael Beck, M.Sc.

Projektarbeiten

Unabhägig von den angebotenen Lehrveranstaltungen bietet das Labor für optische 3D Messtechnik und Computer Vision (3Dvisionlab) auch Projektarbeiten im Gebiet der Optik an. Die Projektarbeitenwerden dann in kleinen Arbeitsgruppen bearbeitet und die Ergebnisse nach Abschluss in unserer Forschungsgruppe präsentiert.

offene

Derzeit bieten wir keine neuen Projektarbeiten an. Schauen sie allerdings trotzdem hin und wieder vorbei.
Neue Themen können hier jederzeit erscheinen!

abgeschlossene

Machine Vision Projekt – 2D Bauteilkontrolle

Maschinelles Sehen oder "Machine Vision" beschreibt computergestützte Aufgabenlösungen, die sich am menschlichen Sehen und Verständnis orientieren. Das Ziel dieser Projektarbeit war das Aufbauen einer Machine Vision Applikation in Hinblick auf eine industrielle Anwendung. Unter der Verwendung von Python (Programmiersprache), einem Fließband und einer Kamera wurde ein System zur 2D Bauteilkontrolle entwickelt.

3D-Bildaufnahme mit einer modernen Lichtfeldkamera

Bei der Bildaufnahme mit Hilfe einer Lichtfeldkamera wird zusätzlich zur zweidimensionalen Intensitätsverteilung auch noch die Verteilung der Lichteinfallsrichtungen aufgenommen und abgespeichert. Diese zusätzliche Information kann genutzt werden, um z.B. die 3D-Oberfläche eine Objektes aus einer einzigen Bildaufnahme zu rekonstruieren oder auch um die Fokuslage und Tiefenschärfe eines aufgenommenen Bild nachträglich zu verändern.

Entwicklung eines optischen 3D-Scanners

In dieser Projektarbeit soll ein optischer 3D-Scanner nach dem Prinzip der Streifenprojektionstechnik entwickelt und aufgebaut werden. Der Scanner soll dabei aus einem Musterprojektor (handelsüblicher Beamer) und einer USB-Kamera aufgebaut werden.

Echtzeitfähige 3D Objekterfassung mittels einer Time-of-Flight Kamera

Mit einer sogenannten Time-of-Flight Kamera kann man direkt die 3D-Koordinaten von Gegenständen im Raum vermessen. Kennt man nun auch noch die zeitliche Abfolge von einigen Punkten eines frei fliegenden Gegenstandes (z.B. eines Tennisballs), so können die zukünftigen Koordinaten mit Hilfe der Newtonschen Mechanik berechnet werden. Damit kann man dann z.B. vorausberechnen wo der Ball eine Wand trifft oder wo der Ball auf dem Fußboden aufschlagen wird.