Metrologisch robuste, massive Beschleunigung der industriellen Computertomographie basierend auf künstlicher Intelligenz

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Robert Heinrich Schmitt; Professor Dr.-Ing. Sven Simon
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme ; Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing ; Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 513552520

Ziel des Vorhabens ist eine massive Beschleunigung der industriellen CT für hochqualitative Messungen vom aktuell Stunden- in den Minutenbereich (Inline-CT-Bereich) bei gleichzeitiger Sicherung der metrologischen Qualität. Gegenüber dem typischen Vorgehen bei der Inline-CT, bei dem Parameter wie Röhrenstrom, Belichtungszeit, SOD etc., auf Basis von Erfahrungswerten gewählt werden und für CT-Aufnahmen im Minutenbereich Qualitätseinbußen bisher akzeptiert werden müssen, soll die Qualität der CT-Messungen wieder den hochwertigen Messungen im Stundenbereich entsprechen, d.h. signifikant gesteigert werden. Dazu soll im Rahmen des Vorhabens der merkmalspezifische, physikalische Zusammenhang durch mathematische Modelle abgebildet werden, um bei einem gegebenen CT-Parametersatz die merkmalsbezogene Messunsicherheit in Abhängigkeit der gegebenen Parameter zu bestimmen. Da der bisherige hohe Zeitbedarf für hochqualitative CT-Labormessungen maßgeblich durch die hohe Anzahl an Projektionsbildern bestimmt wird, wird eine erhebliche Reduktion der Projektionsbilder anvisiert, was ohne weitere Korrekturen zu Artefakten in den rekonstruierten Volumina führen würde. Deshalb werden im Rahmen des Vorhabens auf neuronalen Netzten basierte Artefaktkorrekturmethoden entwickelt, welche in kombinierter Weise die Projektionen (Sinogramm-Domäne) als auch die 3D-Volumendaten (Bilddomäne) verwenden bzw. modifizieren. Für die 100%-Prüfung im Produktionsprozess (Inline-CT) soll die Prüfung einer Bauteilserie betrachtet werden, d.h. die Prüfung immer gleicher Bauteile, wie sie z.B. in einer Fertigungsstraße vorzufinden sind. Hierbei wird angenommen, dass der initial größere Zeitaufwand für die Identifikation von passenden CT-Aufnahmeparametern gerechtfertigt ist, um die nachfolgende dauerhafte Inline-Prüfung der Bauteilserie deutlich zu beschleunigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen