TY  - THES
AB  - Eines der zentralen Probleme der Automatisierungs-, Kontroll- und Sicherheitstechnik stellt die schnelle und präzise Erfassung von bewegten dreidimensionalen Objekten und ihrer räumlichen Orientierung dar. Herkömmliche optische Bildsensoren, die lediglich 2D-Aufnahmen mit Farbinformation liefern, stoßen hierbei schnell an ihre Grenzen. Bei konventionellen nach dem Prinzip der Stereoskopie arbeitenden Verfahren, mit deren Hilfe aus zwei oder mehr 2D-Bildern Tiefeninformation gewonnen werden kann, lässt sich das Korrespondenzproblem oftmals nur mit hohem Rechenaufwand oder nur teilweise lösen.

PMD-Sensoren, deren Funktionsprinzip auf Lichtlaufzeitverfahren basiert, liefern dagegen vektorielle dreidimensionale Messwerte eines 3D-Raums und ermöglichen somit direkt die 3D-Darstellung und Lokalisierung von Objekten. Sie sind selbstbeleuchtend im Infrarotbereich und können daher auch bei schlechteren Sichtverhältnissen (Nebel, Regen, Dunkelheit) im Gegensatz zu konventionellen optischen Systemen weitgehend zuverlässig arbeiten. Dank dieser Eigenschaften bieten PMD-Bildsensoren einen wesentlichen Vorteil gegenüber anderen Bildsensoren.

Obwohl die neueren Generationen der PMD-Sensoren bezüglich der Messgenauigkeit stark verbessert wurden, zeigen dennoch die zahlreichen Untersuchungen der letzten Jahre, dass die gemessenen Tiefenwerte, teilweise prinzipbedingt, von mehreren systematischen Fehlern verfälscht werden (Rauschen, Bewegungsartefakte, fliegende Pixel, Messfehler aufgrund des multistatischen Aufbaus der Kamera usw.). Ein sehr effektives Werkzeug bei den Untersuchungen solcher Fehler stellen Simulationen dar.

Mit ihrer Hilfe können den Anwendern, Algorithmenentwicklern und Systemplanern weitgehend unabhängig vom Entwicklungsstand und -fortschritt der PMD-Sensorhardware synthetische Referenzdaten erstellt sowie Erkenntnisse gewonnen werden, die in den Bereichen der Entwicklung dazu beitragen können, die Fehler zu klassifizieren und die existierenden Prozessierungs- und Koregistrierungsansätze weiterhin zu verbessern und zu optimieren. Mit synthetischen Testdaten können Algorithmen vorab auf ihre Funktionstüchtigkeit untersucht, Systemkonfigurationen auf ihre Eignung für eine spezielle Anwendung überprüft und Anwendern der PMD-Technologie vor dem realen Einsatz bereits ein Bild von der Leistungsfähigkeit, bzw. den Leistungsgrenzen einer bestimmten PMD-Konfiguration vermittelt werden.

Diese Arbeit befasst sich mit der Modellierung und Entwicklung eines solchen universell einsetzbaren PMD-Simulators.
AU  - Peters, Valerij
DA  - 2013
KW  - ToF-Kamera
KW  - PMD
KW  - 3D-Bildgebung
KW  - photoelectronic mixing device
KW  - 3D-imaging
KW  - simulation
KW  - modeling
LA  - ger
PY  - 2013
TI  - Phänomenologische Modellierung und multistatische Simulation von Time-of-Flight 3D PMD Kameras
TT  - Phenomenological modeling and multistatic simulation of time-of-flight 3D PMD cameras
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:467-7005
Y2  - 2024-11-22T07:08:08
ER  -