Laser-Triangulation

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La Le Li

Laser-Triangulation

Triangulation ist die Abstandsbestimmung durch Winkelmessung innerhalb von Dreiecken mittels trigonometrischer Funktionen.
Wird ein Laserpunkt (eindimensionale Messung) oder eine Laserlinie (zweidimensionale Messung; Lichtschnittverfahren) schräg auf ein Objekt projiziert, so wird die Linie oder der Punkt je nach Höhe des Objekts versetzt. Der Versatz ist ein Maß für die Höhe und kann von einer Kamera aufgenommen werden. Durch eine Kalibration kann der Versatz (in Pixelkoordinaten) in Weltkoordinaten (z.B. in mm) umgerechnet werden.
  Prinzip der Laser-Triangulation  (Quelle: Vision Doctor).
Je schräger (flacher) der Laser auf das Objekt projiziert wird, desto größer ist der Versatz und desto genauer können kleine Höhenunterschiede gemessen werden. Dies allerdings nur in einem kleinen Mess- oder Arbeitsbereich. Die Messungenauigkeit kann dann bis zu einigen Mikrometern betragen.
Fällt der Winkel des Laserstrahls sehr steil auf das Objekt, sind große Höhenunterschiede messbar, aber zulasten einer geringeren Messgenauigkeit.
Werden Objekte senkrecht zu einer Laserlinie verfahren, können diese dreidimensional vermessen werden (Punktewolke).
Durch den schrägen Einfall des Laserlichts auf das Objekt kann es nachteilig zu Abschattungen kommen. In den abgeschatteten Bereichen kann dann nicht gemessen werden.
Häufig werden Laser und Kamera fix in einem Gehäuse verbaut und werden dann Laser-Triangulations-Sensoren oder 3D-Scanner genannt.
Vergleichbare Messverfahren sind das Streifenlichtprojektionsverfahren (Gray-Code) oder das Phasenshiftverfahren (λ/4-verschobene Folge von Sinus-Phasengittermustern).
Andere optische Entfernungsmessverfahren sind bei großen Entfernungen (> 1m) meist das Lichtlaufzeitverfahren und bei kurzen Entfernungen die Laserinterferometrie oder die konfokal-chromatische Abstandsmessung.