TY - THES

T1 - Optimierung des Messaufbaus einer neuartigen Methode zur visuellen Charakterisierung des Erscheinungsbildes von Kunststoffoberflächen

AU - Baumann, Alexander

N1 - gesperrt bis null

PY - 2009

Y1 - 2009

N2 - Ein Forschungsbereich der Polymer Competence Center Leoben GmbH hat die Untersuchung von Reflexionseigenschaften von Kunststoffoberflächen und die damit einhergehende Charakterisierung des visuellen Erscheinungsbildes der Oberflächen zum Gegenstand. Aus diesen Arbeiten sind neuartige, zum Patent angemeldete Messmethoden, wie beispielsweise die 3DHöhenkodierungsmethode (3DHC), hervorgegangen. Das Modell der 3DHC erlaubt die Verrechnung vom vermessenen Oberflächenreflexionsverhalten mit Mechanismen der menschlichen Wahrnehmung zu Erscheinungsbildkenngrößen. Das physikalische Oberflächenreflexionsverhalten wird mittels Digitalkameras fotografisch erfasst und in Form von Rohdaten der mathematischen Modellierung zugeführt. Das Ziel dieser Diplomarbeit war die Adaptierung und Optimierung eines Messaufbaus zur Erstellung von fotografischen Messaufnahmen von Kunststoffoberflächen, welche für die Erscheinungsbildcharakterisierung mittels 3DHC geeignet sind. Eine notwendige Voraussetzung dafür ist das Verständnis um die das Erscheinungsbild beeinflussenden physikalischen Aspekte. Diese wurden im Rahmen dieser Arbeit erörtert und dargestellt. Der experimentelle Teil enthält die Darstellung des Optimierungsprozesses und die Aufstellung der optimierten Messparameter. Die bildgebenden Komponenten des Messsystems (Kamerasensor und Objektive) wurden hinsichtlich ihrer Eignung für die Erfassung von Strukturmusterplattenoberflächen geprüft. Mittels Parameterstudien wurden die für einen reproduzierbaren Messvorgang notwendigen geometrischen und softwareseitigen Einstellparameter ermittelt und zweckmäßige Parameter-Setups gefunden. Weiters wurde die praktische Handhabung des Messverfahrens hinsichtlich der Fernsteuerung und Fernauslösung sowie der exakten Zentrierung der Proben per Laser und Masken weiterentwickelt. Abschließend erfolgte eine Beispielmessung, bei der das Erscheinungsbild einer Strukturmusterplatte unter zwei unterschiedlichen Beleuchtungsszenarien mit der physikalischen Topografie der Oberfläche qualitativ verglichen wird. Nicht unerwartet zeigen die Vergleiche, dass das Erscheinungsbild nicht mittels einfacher Modelle mit der Oberflächentopografie in Beziehung gesetzt werden kann.

AB - Ein Forschungsbereich der Polymer Competence Center Leoben GmbH hat die Untersuchung von Reflexionseigenschaften von Kunststoffoberflächen und die damit einhergehende Charakterisierung des visuellen Erscheinungsbildes der Oberflächen zum Gegenstand. Aus diesen Arbeiten sind neuartige, zum Patent angemeldete Messmethoden, wie beispielsweise die 3DHöhenkodierungsmethode (3DHC), hervorgegangen. Das Modell der 3DHC erlaubt die Verrechnung vom vermessenen Oberflächenreflexionsverhalten mit Mechanismen der menschlichen Wahrnehmung zu Erscheinungsbildkenngrößen. Das physikalische Oberflächenreflexionsverhalten wird mittels Digitalkameras fotografisch erfasst und in Form von Rohdaten der mathematischen Modellierung zugeführt. Das Ziel dieser Diplomarbeit war die Adaptierung und Optimierung eines Messaufbaus zur Erstellung von fotografischen Messaufnahmen von Kunststoffoberflächen, welche für die Erscheinungsbildcharakterisierung mittels 3DHC geeignet sind. Eine notwendige Voraussetzung dafür ist das Verständnis um die das Erscheinungsbild beeinflussenden physikalischen Aspekte. Diese wurden im Rahmen dieser Arbeit erörtert und dargestellt. Der experimentelle Teil enthält die Darstellung des Optimierungsprozesses und die Aufstellung der optimierten Messparameter. Die bildgebenden Komponenten des Messsystems (Kamerasensor und Objektive) wurden hinsichtlich ihrer Eignung für die Erfassung von Strukturmusterplattenoberflächen geprüft. Mittels Parameterstudien wurden die für einen reproduzierbaren Messvorgang notwendigen geometrischen und softwareseitigen Einstellparameter ermittelt und zweckmäßige Parameter-Setups gefunden. Weiters wurde die praktische Handhabung des Messverfahrens hinsichtlich der Fernsteuerung und Fernauslösung sowie der exakten Zentrierung der Proben per Laser und Masken weiterentwickelt. Abschließend erfolgte eine Beispielmessung, bei der das Erscheinungsbild einer Strukturmusterplatte unter zwei unterschiedlichen Beleuchtungsszenarien mit der physikalischen Topografie der Oberfläche qualitativ verglichen wird. Nicht unerwartet zeigen die Vergleiche, dass das Erscheinungsbild nicht mittels einfacher Modelle mit der Oberflächentopografie in Beziehung gesetzt werden kann.

KW - Oberfläche Textur Mustererkennung Erscheinungsbild

KW - Surface Texture Pattern Recognition Appearance

M3 - Masterarbeit

ER -