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Kapitel 8. Fazit
difikation des Versuchsaufbaus in dieser Richtung sinnvoll. Dabei würde sich die Aufnahme
von schwimmenden Partikeln an der Wasseroberfläche anbieten. Die hier verwendeten Partikel
aus Polyethylen wären dafür geeignet, da sie eine Dichte aufweisen, die leicht unter der
von Wasser liegt. Diese Anordnung hätte den Vorteil, dass die Bewegung auf eine Ebene, die
Wasseroberfläche, reduziert würde. Allerdings müssten neue Konzepte für den Kameraaufbau
und die Beleuchtung entwickelt werden, da mit Reflexionen an der Wasseroberfläche zu
rechnen ist. Die Problematik der fehlenden Tiefeninformation bei Verwendung eines Mono-
Kamerasystems ist durch diese Modifikation allerdings noch nicht komplett gelöst. Durch
Wellenbewegungen an der Wasseroberfläche ist eine z-Komponente in der Geschwindigkeit
der Partikel nicht auszuschließen. Es ist daher die Verwendung eines Stereo-Kamerasystems
anzudenken. Unabhängig vom Kamerasystem sollte zur Erhöhung der Genauigkeit eine Kalibrierung
des Kamerasystems erfolgen. Diese Kalibrierung dient zur Gewinnung von intrinsischen
und extrinsischen Parameter der Kamera. Intrinsische Parameter beschreiben die
Verzerrung des Bildes durch das Kamerasystem. Dadurch lässt sich die Verzerrung des Bilds
aufgrund der nicht idealen Optik ermitteln, welche dann für die Auswertung herausgerechnet
werden kann. Auch lässt sich der exakte Abstand zwischen zwei benachbarten Pixeln auf
dem Sensor ermitteln, welche die Umrechnung in reale Geschwindigkeiten genauer macht.
Extrinsische Parameter stellen die Lage der Kamera in Bezug auf ein Referenzkoordinatensystem
dar.
Die verwendete Kamera erlaubt die Ermittlung von Geschwindigkeiten bis zu ca. 1,5 m s bei
der Objektverfolgung unter Verwendung des Spritzgussgranulats als Partikel. Für höhere
Strömungsgeschwindigkeiten oder anderen Partikeln muss eine andere Kamera verwendet
werden. Hierbei sind zwei Parameter der Kamera entscheiden, die Auflösung und die Bildwiederholungsrate.
Ausgehend von einer gleich bleibenden Größe der aufgenommenen Szene
bewirkt eine höhere Auflösung die mögliche Verwendung kleinerer Partikel. Eine größere
Bildwiederholungsrate würde die Messung höherer Geschwindigkeiten zulassen.
Die Implementierungen der Verfahren sind auf Hinblick der Rechenzeit zu optimieren. Ist
über den Messzeitraum hinweg von einer beschleunigten Strömung auszugehen, so muss
der Kalman-Filter der Implementierung der Objektverfolgung durch einen nichtlinearen Zustandsschätzer
ersetzt werden (z.B. Extended Kalman Filter oder Partikel Filter). Die Verwendung
von höhren Partikeldichten macht darüber hinaus wahrscheinlich die Anwendung
von anderen Assoziationsverfahren notwendig.
Masterarbeit Julian Paar 84