Patent DE-102014116034-B4 (DE)
Title: Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften eines biegeschlaffen Messobjekts
Inventor: NISSLER CHRISTIAN
IPC: G01M7/00
Filed: 2014-11-04
Granted: 2018-05-24
Abstract: Vorrichtung zur Ermittlung mechanischer Eigenschaften eines biegeschlaffen Messobjekts (210), umfassend:- eine erste Fixiervorrichtung (202), mit der das Messobjekt (210) an einer ersten Seite lösbar fest fixierbar ist,- eine zweite Fixiervorrichtung (203), mit der das Messobjekt (210) an seiner der ersten Seite gegenüberliegenden Seite lösbar fest fixierbar ist, wobei das Messobjekt (210) in einem fixierten Zustand in der ersten Fixiervorrichtung (202) und der zweiten Fixiervorrichtung (203) fixiert ist und ansonsten frei hängt, wobei die erste Fixiervorrichtung (202) mit einem ersten Aktuator (204) verbunden ist, und durch den ersten Aktuator (204) über die erste Fixiervorrichtung (202) mechanische Anregungen in das Messobjekt (210) einbringbar sind,- eine Steuereinheit (206) zur Steuerung des ersten Aktuators (204),- ein optisches Sensorsystem (201) zum Abtasten einer 3D-Oberfläche (209) des Messobjekts (210) im fixierten Zustand und zur Ermittlung einer Anzahl n die Oberfläche (209) repräsentierenden 3D-Messpunkten (x(t), y(t), z(t)) mit i = 1, 2, ... n, und Zeit t,- eine erste Auswerteeinheit (207) , mit der auf Basis der 3D-Messpunkte (x(t), y(t), z(t)) eine Zeitreihe von Modellen M(t) der 3D-Oberfläche (209) des Messobjekts (210) ermittelt wird, und- eine zweite Auswerteeinheit (208), mit der auf Basis der Modelle M(t) die mechanischen Eigenschaften des Messobjekts (210) mittels einer Modalanalyse ermittelt werden, wobei die erste Auswerteeinheit (207) zur Ausführung folgender Schritte ausgeführt und eingerichtet ist:1.1. Ermitteln einer polynombasierten Approximation A(t) der 3D-Messpunkte (x(t), y(t), z(t)) mittels eines Least-Squares-Verfahrens,1.2. Glätten der 3D-Messpunkte (x(t), y(t), z(t)) zur Erzeugung geglätteter 3D-Messpunkte (x(t), y(t), z(t)), mit k = 1, 2, ... m und m ≤ n,1.3. für jeden Punkt der geglätteten 3D-Messpunkte (x(t), y(t), z(t)) Ermitteln einer Normalenrichtung n(t)((x(t), y(t), z(t)) bezogen auf die ermittelte erste Approximation A(t).1.4. für die geglätteten 3D-Messpunkte (x(t), y(t), z(t)) iteratives Ausführen eines RANSAC-Algorithmus zur Ermittlung einer polynombasierten Approximation A(t)(t)) bestimmt ist, mit f = 1, 2, ... l und l ≤ m,1.5. Ermitteln einer pofynombasierten Approximation A(t) für die Untermenge (x(t), y(t), z(t)) mittels eines Least-Squares-Verfahrens,1.6. iteratives Reduzieren der Ordnung der polynombasierten Approximation A(t) zur Ermittlung einer optimierten Approximation A(t) und zur Ermittlung einer zugeordneten optimierten Untermenge (x(t), y(t), z(t)), die durch Vergleichen der jeweiligen Approximation A*(t) mit den 3D-Messpunkten (x(t), y(t), z(t)) ermittelt wird, mit g = 1, 2, ... p und p ≥ l,1.7. Wiederholen der Schritte beginnend mit Schritt 1.5., wobei die Approximation A(t) nun anstelle für die Untermenge (x(t), y(t), z(t)) für die optimierte Untermenge (x(t), y(t), z(t)) ermittelt wird, solange bis die Anzahl p der Punkte der Untermenge (x(t), y(t), z(t)) gegenüber der vorhergehenden Ermittlung der Untermenge (x(t), y(t), z(t)) nicht weiter steigt, wobei das Modell M(t) der 3D-Oberfläche (209) des Messobjektes durch die der derart optimierten Untermenge (x(t), y(t), z(t))’ zugeordneten Approximation A*’(t) gegeben ist.