Verfahren zur berührungslosen, optischen Positions- und Geschwindigkeitsmessung

14.04.2009: Im neu gegründeten Kompetenzzentrum Nanotechnik und Photonik der FH Giessen-Friedberg wurde im Rahmen von Diplom- und Studienarbeiten ein optisches Verfahren zur berührungslosen, optischen Positions- und Geschwindigkeitsmessung entwickelt. Bei diesem Verfahren wird ein Ausschnitt einer Oberfläche, relativ zu der die relative Positionierung stattfindet, auf einen Zeilensensor abgebildet. Die Oberfläche sollte im Wesentlichen zufällig strukturiert sein. Die detektierte Helligkeitsverteilung wird genutzt, um Merkmalsvektoren zu ermitteln. Die Änderung der Vektoren bei einer Verschiebung wird ermittelt. Dazu können die Merkmalsvektoren nach unterschiedlichen Verfahren miteinander verglichen werden.

Der wesentliche Unterschied dieses Verfahrens gegenüber den bekannten Verfahren wie der optischen Maus oder der Korrelations-Geschwindigkeitsmessung liegt in der Art der Merkmalsgewinnung und dem Algorithmus zum Merkmalsvergleich. Der Algorithmus lässt sich relativ einfach in eine entsprechende Hardware integrieren. Werden - wie z. B. bei optischen Gebern - immer dieselben Flächen zur Merkmalsgewinnung verwendet, dann sollte auch eine Absolutcodierung der Positionen über die gewonnenen Merkmalsvektoren möglich sein.

Zu dem Verfahren wurde ein Patentantrag gestellt. Der Sensor könnte in einem opto-ASIC umgesetzt werden.

Das System wird im Rahmen der Sonderschau "Berührungslose Messtechnik" anlässlich der Control 2009 in Stuttgart vorgestellt. Die Sonderschau findet mit Unterstützung der P. E. Schall GmbH & Co. KG und der Fraunhofer-Allianz Vision statt.