3D-Messtechnik am Leistungszentrum Photonik

Während die Entwicklung technischer Geräte (z. B. Smartphones, Automobiltechnik, Medizintechnik) rasant voranschreitet, spielt die Verbesserung ihrer Interaktion mit dem Menschen bisher eine untergeordnete Rolle. Maschinen sind meist Werkzeuge, deren Bedienung man erlernen und beherrschen muss. Um stattdessen eine adäquate Mensch-Maschine-Interaktion zu realisieren, muss die Maschine in die Lage versetzt werden, die Umwelt und Gestik und Mimik des Menschen zu erkennen und zu interpretieren.

Am Leistungszentrum Photonik und dem Fraunhofer IOF wurden verschiedene Systeme entwickelt, die die dreidimensionale Erfassung schneller Bewegungen ermöglichen. Dabei wird mit Hilfe eines neu entwickelten High-Speed-Projektors eine Abfolge bestimmter Muster auf Objekte und Personen projiziert und von einem Stereokamerasystem beobachtet. Durch Korrelation der Kamerabilder und anschließende Triangulation können einige Hundert bis Tausend hochgenaue 3D-Punktwolken pro Sekunde generiert werden. Zudem können mit Hilfe einer zusätzlichen RGB-Kamera parallel zur 3D-Messung Farbinformationen gewonnen werden. Der entwickelte Sensor kann daher beispielsweise zur Erkennung und Analyse emotionaler Gesichtsausdrücke eingesetzt werden.

Die Bandbreite potenzieller Systemauslegungen reicht von extrem schnell (mehrere Kilohertz 3D-Rate), über sehr große Messfelder (mehrere Quadratmeter) bis hin zur irritationsfreien Vermessung. Damit werden vielfältige Möglichkeiten für die Mensch-Maschine-Interaktion eröffnet, z. B. hinsichtlich interaktiver Trainingssysteme, Fahrzeuginnenraumüber-wachung oder Sicherheitstechnik im öffentlichen Raum. Zukünftige Untersuchungen am Leistungszentrum Photonik und am Fraunhofer IOF haben die Optimierung sowohl der verwendeten Hardware als auch der Algorithmik zur Berechnung der 3D-Daten zum Ziel.

Weiter Informationen und Ansprechpartner finden Sie auf der Internetseite des Fraunhofer IOF:
>3D Messtechnik

Leistungszentrum Photonik, Jena

Empowering Research. Enabling Innovation.

Das »Leistungszentrum Photonik« ist eine gemeinsame Initiative des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, der Friedrich-Schiller-Universität Jena, den Leibniz-Instituten HKI und IPHT sowie dem Helmholtz-Institut Jena.

Es entwickelt neue Lösungen mit Licht für wichtige Zukunftsfelder und fördert deren Umsetzung und Anwendung in Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft. Hierzu verknüpft das Leistungszentrum anwendungsorientierte Forschung und innovative Entwicklung mit wissenschaftlich exzellenter Grundlagenforschung zur Kontrolle von Licht – von der Erzeugung und Manipulation bis hin zur Anwendung.

Die nächste Entwicklungsstufe der Photonik ist durch intelligente Systemlösungen gekennzeichnet. Die zunehmende Verschmelzung mit der Halbleitertechnik führt nicht nur zu einer Weiterentwicklung der photonischen Produkte selbst, sondern vor allem zu einer intelligenten Vernetzung und Systemintegration der Einzelkomponenten zu einem problemlösenden Ganzen. Das Leistungszentrum fokussiert in seinen Arbeiten auf die Anwendungsfelder:

  • Informations- und Kommunikationstechnik
  • Produktion
  • Automotive
  • Luft- und Raumfahrt
  • Sicherheit
  • Gesundheit und Umwelt
  • Forschung

Das Leistungszentrum Photonik verfolgt eine enge Partnerschaft mit Wirtschaft und Wissenschaft und stellt sich der Herausforderung, neue Modelle der Zusammenarbeit zu etablieren. Wesentliche Maßnahmen sind:

  • Industry Sabbatical Programm
  • Open Labs Initiative
  • Ankervorhaben in den Bereichen Faserlaserentwicklung, hochdynamische optische Sensorik und Projektions- und Abbildungssysteme der nächsten Generation
  • Fraunhofer Graduate Research School of Applied Photonics

Kontakt

Prof. Dr. Andreas Tünnermann

Institutsleiter Fraunhofer-Institut für
Angewandte Optik und Feinmechanik IOF

Dr. Felix Dreisow

Ansprechpartner Leistungszentrum

Dr. Falk Eilenberger

Wissenschaftskoordinator

Fraunhofer IOF
Albert-Einstein-Straße 7
07745 Jena

Telefon +49 3641 807-201
Fax +49 3641 807-600

E-Mail senden
Andreas.Tuennermann@iof.fraunhofer.de

Fraunhofer IOF
Albert-Einstein-Straße 7
07745 Jena

Telefon +49 3641 807-181
Fax +49 3641 807-600

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Felix.Dreisow@iof.fraunhofer.de

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Albert-Einstein-Straße 7
07745 Jena

Telefon +49 3641 807-207
Fax +49 3641 807-600

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Falk.Eilenberger@iof.fraunhofer.de



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