Formbestimmung

Formbestimmung bezeichnet in der Wissenschaft und Technik den Prozess, die Form oder Geometrie eines Objekts anhand von Messdaten, Beobachtungen oder Abtastungen zu identifizieren und zu charakterisieren. Ziel ist es, aus verfügbaren Informationsquellen ein parametrisiertes Modell der Form zu gewinnen oder Formmerkmale (z. B. Krümmung, Symmetrie, Oberflächenstruktur) zu beschreiben. Die Form kann dreidimensional oder zweidimensional vorliegen und sie kann statisch oder zeitlich veränderlich sein, etwa bei deformierbaren Objekten.

Zu den verbreiteten Methoden gehören direkte Messungen mit Messgeräten, bildgebende Verfahren (Mikroskopie, CT, MRT, Fotogrammetrie), 3D-Scans mit Laser oder Strukturlicht sowie digitale Bildverarbeitung. Aus diesen Daten ergeben sich oft Punktwolken oder Rasterbilder, aus denen geometrische Modelle durch Parameterschätzung, Fit-Verfahren (z. B. kleinste Fehler), oder Modellierung mit Splines, Fourier-Deskriptoren oder Netzen abgeleitet werden. In der Praxis kommen auch statistische Formmodelle und maschinelle Lernverfahren zum Einsatz, um wiederkehrende Formen zu erkennen oder unvollständige Daten zu rekonstruieren.

Anwendungsfelder sind unter anderem Qualitätskontrolle in der Fertigung, Reverse Engineering, medizinische Bildgebung, Biologie, Archäologie, Geologie und Robotik. Typische Herausforderungen umfassen Messrauschen, unvollständige oder verdeckte Daten, Deformationen, Mehrdeutigkeit der Formbestimmung sowie Abhängigkeiten von der Messtechnik.

Siehe auch verwandte Begriffe wie 3D-Rekonstruktion, Bildverarbeitung und geometrische Modellierung.