Der Photomischdetektor zur schnellen 3D-Vermessung für ...

Gliederung
Der erste Teil der vorliegenden Dissertation befasst sich mit der neuartigen PMD-
Technologie. Zunächst wird auf die notwendigen Grundlagen zum Verständnis dieses
unkonventionellen Verfahrens eingegangen. Dazu wird einerseits das zugrunde liegende
Modulationsinterferometrieverfahren erläutert. Andererseits wird dargestellt, auf welche
Weise die direkte optoelektrische Signalmischung im PMD-Pixel realisiert worden
ist und welche Schritte hinsichtlich des Chiplayouts unternommen wurden, um die
ursprünglichen PMD-Einzelpixel zu einem leistungsfähigen 3D-Sensor weiter zu entwickeln.
Im Anschluss daran wird eine Möglichkeit vorgestellt, wie ein komplettes PMD-
Gesamtsystem mit allen relevanten physikalischen Vorgängen unter Matlab/Simulink
modelliert werden kann. Dabei werden im ersten Schritt die einzelnen Basisfunktionen
des PMD-Gesamtsystems beleuchtet und die zur Modellierung notwendigen mathematischen
Beziehungen abgeleitet. Bevor die Ergebnisse der Systemuntersuchungen mit
Hilfe des PMD-Modells gezeigt werden, wird näher darauf eingegangen, mit welchen
zusätzlichen Funktionalitäten die enorme Signaldynamik im Gesamtsystem reduziert
werden kann.
Der zweite Teil dieser Arbeit konzentriert sich auf die möglichen fahrzeugspezifischen
Anwendungen, die mit dem PMD-Sensor bereits angegangen werden bzw. prinzipiell
vorstellbar sind. Hierbei stehen als erstes verschiedene Funktionalitäten im Bereich
der Innenraumbeobachtung im Vordergrund. Nach der Beschreibung konkurrierender
Sensorkonzepte werden die Methoden der Bildverarbeitung vorgestellt, mit denen die
wichtigsten Anwendungsszenarien im Innenraum, Sitzbelegungserkennung und Out-of-
Position-Detection, in Angriff genommen wurden.
Anschließend wird gezeigt, inwieweit die PMD-Kamera für Anwendungen im Außenraum
eines Kraftfahrzeugs geeignet ist. Dabei werden Untersuchungen zur frühzeitigen
Precrash-Erkennung und zur automatisierten Stop&Go-Funktionalität vorgestellt
sowie die Möglichkeiten der dynamischen Leuchtweitenregelung und der Geschwindigkeitsmessung
über den Doppler-Effekt beleuchtet.
Den Abschluss der Arbeit bildet ein Überblick über die verschiedenen Möglichkeiten,
das PMD-Pixel als Empfängermodul in Glasfasernetzwerken einzusetzen. Neben
Anwendungen auf dem Gebiet der Navigation spielt hierbei hauptsächlich der Einsatz
der PMD-Technologie in optischen Bussystemen zur parallelen Datenübertragung eine
Rolle.
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