Hochgenaue Kalibrierung eines holografischen Multi-Punkt-Positionsmesssystems

Abstract

Zusammenfassung Mit einem Multi-Punkt-Positionsmesssystem ist es möglich, Positionen und Orientierungen mit sehr hoher Genauigkeit bildbasiert zu messen. Das Messsystem besteht aus einem einfachen Kamerasystem, das um ein diffraktives optisches Element (DOE) erweitert wird. Durch die Multi-Punkt-Methode (MPM) werden Messunsicherheiten von deutlich unter 1/100 Pixel erzielt. Um dies in der Praxis anwenden zu können, ist eine entsprechend hochgenaue Kalibrierung nötig. In diesem Beitrag werden verschiedene Kalibrierverfahren und -funktionen vorgestellt und untersucht. Die Auswertung zeigt, dass sich zur Kalibrierung ein allgemeiner Polynomansatz zusammen mit der Nanomess- und Positioniermaschine NPMM-200 am besten eignet. Es werden Standardabweichungen des Restfehlers von 0,31 µm im Objektraum (etwa 6/1000 Pixel im Bildraum) auf einer Fläche von etwa 87 mm × 49 mm 87\hspace{0.1667em}\text{mm}\times 49\hspace{0.1667em}\text{mm} erreicht (Polynomgrad = 9).