t - im ZESS - Universität Siegen
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2. Messprinzipien zur 3D-Objekterfassung 7<br />
Für die Entfernungsauflösung konnte folgender Zusammenhang für die<br />
Standardabweichung aus theoretischen und exper<strong>im</strong>entellen Untersuchungen ermittelt<br />
werden [Häu-2].<br />
K Speckle ⋅λ<br />
δR<br />
=<br />
(2.2)<br />
2π ⋅sin<br />
⋅<br />
( u ) sin(<br />
θ )<br />
Hierbei ist δR die Standardabweichung der Entfernungsauflösung, KSpeckle der<br />
Specklekontrast, sin uobs die Empfangs- oder Beobachterapertur und θ der<br />
Triangulationswinkel.<br />
Dieses am häufigsten angewandte Prinzip gliedert sich in eine Vielzahl teilweise sehr<br />
unterschiedlicher 3D-Messsysteme auf und kann in ausführlicher Form der Literatur<br />
entnommen werden. Eine spezielle Zusammenfassung findet sich in [Scw-5]. Hier<br />
wurde eine Unterteilung nach Fokussierungsverfahren [Tiz-1], [Eng-1], [Eng-2],<br />
[OFHB], [Breit], [Jurca], aktiven Verfahren mit strukturierter Beleuchtung [DoHä],<br />
[OFHB], [Klick], [Viro], [Bre-2], [Seib], [Wolf], [Schu], [Pfeif], passiven Verfahren<br />
(digitalen Photogrammetrie bzw. dem Stereosehen) [BeUf], [Häu-1], [Grün], Theodolit-<br />
Messsystemen [OFHB] und Schattierungsverfahren (Shape from Shading) [Haus]<br />
vorgenommen.<br />
Am weitesten fortgeschritten sind 3D-Messsysteme, die mit strukturierter Beleuchtung<br />
arbeiten [Schu] oder solche, die auf Basis des Stereosehens arbeiten. Das Stereosehen<br />
ist eine Technologie, die aufgrund der Verwendung zweier Bildaufnehmer<br />
(Kamerasysteme) dem menschlichen Sehen nachempfunden wurde. Der technische<br />
Aufwand ist entsprechend hoch und findet hauptsächlich auf der Seite der<br />
Bildverarbeitung und –interpretation statt. Jede Kamera liefert hierzu ein<br />
konventionelles zweid<strong>im</strong>ensionales Bild in dem die Tiefeninformation aufgrund der<br />
optischen Projektion verloren geht. Mittels aufwendiger Bildverarbeitung können diese<br />
beiden, miteinander korrespondierenden 2D-Bilder zu einem 3D-Bild zusammengeführt<br />
werden.<br />
Das menschliche Sehen beruht prinzipiell auf der gleichen Triangulationstechnik des<br />
Stereosehens, ist jedoch in der Lage, durch zusätzliche Maßnahmen – wie z.B. der<br />
Einsatz seiner Wissens- und Erfahrungsbasis – solche Tiefeninformationen mühelos zu<br />
interpretieren [Haus].<br />
obs
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