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mit idealen und realen Signalfunktionen modelliert wurde, statt. Der Verlauf
des Quantisierungsspannungsquotienten als Funktion der Verzögerungszeit
τ besitzt einen streng monoton fallenden Kurvenabschnitt (eineindeutiger
funktionaler Zusammenhang).
Im Simulator wird auf Grundlage des deterministischen Signalmodells für
reale Signalfunktionen der Signalprozess modifiziert. Ergebnis ist ein erweiterter
streng monoton fallender Kurvenabschnitt des Quantisierungsquotienten,
wodurch sich der Messbereich vergrößert. Das Kamerasystem liefert
für die entsprechenden Systemparameter eine gemessene Quantisierungsspannungskurve,
die der simulierten sehr nahe kommt. Auf Grund des eineindeutigen
funktionalen Zusammenhangs im streng monoton fallenden Kurvenabschnitt
kann ein Interpolationspolynom 5. Grades die Verzögerungszeit
aus dem Quotientenwert bestimmen. Durch Einsetzen in die Time-of-Flight-
Entfernungsgleichung kann der Entfernungsmesswert einfach approximiert
werden.
Zukünftige Kamerasysteme müssen nicht mehr hinsichtlich noch rechteckförmiger
(idealerer) Laserpuls- und Integrationsfensterfunktionen entworfen
werden, da der erzielte Abbildungsbereich des Quantisierungsspannungsquotienten
auf die Verzögerungszeit ausreichend ist. Die computergestützte Simulation
der Quantisierungswerte und die Quotientenbildung spart Entwicklungszeit
und -kosten ein. Die messtechnisch ermittelten (realen) Integrationsfensterfunktionen
bilden Bezugsfunktionen, mit denen weiterentwickelte
Schaltkreistypen verglichen werden können.
Parallel zu dieser Arbeit wurde ein Kamerasystem realisiert, bei dem zwei
Altera-Syclone-FPGAs zum einen die Sensoransteuerung übernehmen und
zum anderen die Entfernungsberechnung nach dem jeweiligen Auswertealgorithmus
realisieren. Es entstand eine schnellere, kompaktere und preiswertere
3D-CMOS-Kamera. Im Kamerasystem befindet sich ein neuer 4 × 64 Pixelsensor.
Seine Ausstattung mit Twin-Photodiodes, die im Binning-Mode den
Durchschnittswert aus einem Double-Pixel liefern und im High-Resolution-
Mode separate Werte ausgeben, stellt neue Signalfunktionen On-Chip zur
Verfügung. Die Pixelgröße beträgt mit 130×300µm 2 nur die Hälfte gegenüber
dem hier besprochenen Vorgängermodell und steigert die optische Auflösung
der Szene im digitalisierten Entfernungsbild.