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Mit dem Fortschritt der additiven Fertigung werden Robotersysteme zunehmend zugänglicher. Dadurch verbreiten sich Eigenbauroboter im didaktischen und industriellen Umfeld, vor allem in kleinen und mittelständischen Unternehmen. Im Gegensatz zu kommerziellen Robotern besitzen sie keine validierten Leistungsmerkmale. Da Faktoren wie Raumtemperatur, Druckerbauart, Düsendurchmesser, Schichthöhe und Material die Genauigkeit beeinflussen, ist eine Charakterisierung entscheidend, um die Eignung für präzise Aufgaben zu bewerten.

Im Fokus stehen Positionier- und Wiederholgenauigkeit, die üblicherweise mit Verfahren wie SMR-Verfolgung, Photogrammetrie oder Laser-Interferometrie bestimmt werden. Viele dieser Methoden sind jedoch kostenintensiv und daher für Eigenbauroboter kaum praktikabel.

Die vorgestellte Lösung basiert auf einem Raspberry Pi mit Kameramodul sowie Bildverarbeitungssoftware in Python und OpenCV. Ein universeller, mit Markern ausgestatteter Werkzeugaufsatz ermöglicht die roboterunabhängige Anwendung. Das Kamerasystem erfasst den Aufsatz von unten, überträgt die Aufnahmen per Videostream und erlaubt die Auswertung auf einem lokalen Rechner. Grundlage bildet das Prüfverfahren nach ISO 9283. Verschiedene Bildverarbeitungsansätze wurden getestet, um eine zuverlässige Positionsidentifikation sicherzustellen. Damit entsteht eine kosteneffiziente und flexible Methode zur Charakterisierung von Robotersystemen.

Damit Lastkraftwagen auf europäischen Straßen fahren dürfen, müssen sie mehrere Limits einhalten, neben einem Gewichtslimit auch ein Höhenlimit von 4,00 m, das insbesondere bei Brücken, Unterführungen, Tunnels und Eisenbahnkreuzungen relevant ist. Dieses Limit wird auch von der Polizei kontrolliert und zieht bei Überschreitungen empfindliche Strafen nach sich, ganz abgesehen von möglichen Beschädigungen.

Während Standardaufbauten und Anhänger auf dieses Maß ausgelegt sind und daher wenig Probleme bereiten, ist gerade bei offenen Aufbauten und individueller Beladung, wie etwa bei Autotransportern, ein großes Restrisiko vorhanden.

Ziel des Projekts war es daher, eine automatisierte Höhenkontrolle zu entwickeln. Die naheliegende Lösung mit Lichtschranken hat sich in der Praxis als funktional, aber unfallträchtig herausgestellt, da die notwendigen Galgen ständig umgefahren werden. Auch Radarlösungen haben sich als unzureichend erwiesen, da kleinere überstehende Objekte, wie etwa Radio- oder Navigationsantennen, nicht erkannt werden.

Es wurden daher optische Verfahren erforscht und final eine Lösung unter Verwendung einer Stereokamera entwickelt. Diese misst kontinuierlich die Höhe der vorbeifahrenden LKWs und zeigt den Fahrern die reale Höhe an, bevor das Fahrzeug den LKW-Hof verlässt, optional kann der Ausfahrtsschranken gesperrt werden.