Holzinger, Jan (1995)
Vermessung von Wärmestrahlern mittels fokussuchender Verfahren.
Technische Universität Darmstadt
Studienarbeit, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
Zusammenfassung:
Ein Unterscheidungsmerkmal zwischen Menschen und Maschinen ist die Emission von Infrarotwärmestrahlung, die organische Stoffe (und damit auch Lebewesen) in hohem Maße ausstrahlen. Dies findet heute auch schon breite Anwendung in Form von passiven Infrarotsensoren im Arbeitsschutz und in der Sicherheitstechnik. Die hier eingesetzten Bewegungsmelder sind nicht in der Lage eine Entfernung zu messen.
Infrarot-Wärmestrahlung weist die gleiche elektromagnetische Wellennatur auf wie das sichtbare Licht. Ziel dieser Arbeit ist es, geeignete passive Entfernungsmessverfahren in den Bereich der IR-Wärmestrahlung zu übertragen.
Da thermische IR-Sensoren nicht die Leistungsfähigkeit bekannter Fotoelemente aufweisen, muss das Autofokusverfahren mit sehr einfachen Detektorelementen auskommen.
Simuliert und erprobt wurden zwei schärfemessende Verfahren. Das erste Prinzip basiert auf einer streifenförmigen, vertikalen Bildaufteilung und mißt den Bildkontrast. Sind die Streifen nicht zu schmal gewählt, so enthalten die beiden Teilbilder unterschiedliche Anteile des Gesamtbildes und damit unterschiedliche Helligkeit. Das scharfe Bild weist dabei den maximalen Helligkeitsunterschied der Teilbilder auf.
Beim zweiten Prinzip wird das Bild mit einem Strichgitter abgetastet. Das Signal am eindimensionalen Sensor enthält dann einen Wechselanteil, der für das scharfe Bild am größten ist. Damit wird die Schärfe über den Helligkeitsverlauf an den Objektkanten bestimmt. Dieses Verfahren funktioniert nur bei Objekten mit gleichen statistischen Bildmerkmalen.
Bei den Vorversuchen hat sich herausgestellt, dass keines der beiden Verfahren für die fokusuchende Entfernungsmessung mittels Wärmestrahlung geeignet ist. Hinzu kommt, dass die ausgewählten thermischen Sensoren eine nur unbefriedigende Dynamik aufweisen.
Technische Daten:
* Simulierte Genauigkeit: ca. 20%
* Entfernungsmessbereich: 0,5-3m
*Abtastfrequenz: 1Hz
* Detektierte Wellenlängen: 7-14µm
| Typ des Eintrags: | Studienarbeit |
|---|---|
| Erschienen: | 1995 |
| Autor(en): | Holzinger, Jan |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Vermessung von Wärmestrahlern mittels fokussuchender Verfahren |
| Sprache: | Deutsch |
| Referenten: | Rönneberg, Dipl.-Ing. Gerrit ; Weißmantel, Prof. Dr.- Heinz |
| Publikationsjahr: | 17 Juli 1995 |
| Zugehörige Links: | |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Zusammenfassung: Ein Unterscheidungsmerkmal zwischen Menschen und Maschinen ist die Emission von Infrarotwärmestrahlung, die organische Stoffe (und damit auch Lebewesen) in hohem Maße ausstrahlen. Dies findet heute auch schon breite Anwendung in Form von passiven Infrarotsensoren im Arbeitsschutz und in der Sicherheitstechnik. Die hier eingesetzten Bewegungsmelder sind nicht in der Lage eine Entfernung zu messen. Infrarot-Wärmestrahlung weist die gleiche elektromagnetische Wellennatur auf wie das sichtbare Licht. Ziel dieser Arbeit ist es, geeignete passive Entfernungsmessverfahren in den Bereich der IR-Wärmestrahlung zu übertragen. Da thermische IR-Sensoren nicht die Leistungsfähigkeit bekannter Fotoelemente aufweisen, muss das Autofokusverfahren mit sehr einfachen Detektorelementen auskommen. Simuliert und erprobt wurden zwei schärfemessende Verfahren. Das erste Prinzip basiert auf einer streifenförmigen, vertikalen Bildaufteilung und mißt den Bildkontrast. Sind die Streifen nicht zu schmal gewählt, so enthalten die beiden Teilbilder unterschiedliche Anteile des Gesamtbildes und damit unterschiedliche Helligkeit. Das scharfe Bild weist dabei den maximalen Helligkeitsunterschied der Teilbilder auf. Beim zweiten Prinzip wird das Bild mit einem Strichgitter abgetastet. Das Signal am eindimensionalen Sensor enthält dann einen Wechselanteil, der für das scharfe Bild am größten ist. Damit wird die Schärfe über den Helligkeitsverlauf an den Objektkanten bestimmt. Dieses Verfahren funktioniert nur bei Objekten mit gleichen statistischen Bildmerkmalen. Bei den Vorversuchen hat sich herausgestellt, dass keines der beiden Verfahren für die fokusuchende Entfernungsmessung mittels Wärmestrahlung geeignet ist. Hinzu kommt, dass die ausgewählten thermischen Sensoren eine nur unbefriedigende Dynamik aufweisen. Technische Daten: * Simulierte Genauigkeit: ca. 20% * Entfernungsmessbereich: 0,5-3m *Abtastfrequenz: 1Hz * Detektierte Wellenlängen: 7-14µm |
| Freie Schlagworte: | Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Autofokus passiv, Bildschärfe, Pyroelektrische Fühler, Thermosäule, Tiefeninformation von Bildern |
| ID-Nummer: | 17/24 EMKS 1233 |
| Zusätzliche Informationen: | EMK-spezifische Daten: Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate, Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1233 Art der Arbeit: Studienarbeit Beginn Datum: 17-10-1994 Ende Datum: 17-07-1995 Querverweis: 17/24 EMKD 1153, 17/24 EMKS 1202, 17/24 EMKS 1251 Studiengang: Elektrotechnik (ET) Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (Dipl.) Abschluss: Diplom (EMK) |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen (aufgelöst 18.12.2018) |
| Hinterlegungsdatum: | 05 Okt 2011 09:44 |
| Letzte Änderung: | 05 Mär 2013 09:52 |
| PPN: | |
| Referenten: | Rönneberg, Dipl.-Ing. Gerrit ; Weißmantel, Prof. Dr.- Heinz |
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