Ursachen fuer Messabweichungen bei der phasenbasierten, dreidimensionalen Lichtlaufzeitmessung und moegliche Loesungsansaetze

摘要

Die Nachfrage nach optischen Messsystemen steigt in den Bereichen Automotive und Automation stetig. Bei vielen Anwendungen, von der Robotertechnik ueber Fahrerlose Transportsysteme bis hin zur Fahrerassistenz, ist immer haeufiger neben den klassischen Intensitaetswerten auch die korrespondierende Entfernungsinformation erforderlich. Ein Verfahren, dass diese Informationen zur Verfuegung stellt, ist die phasenbasierte, drei-dimensionale Lichtlaufzeitmessung – oft auch als 3D Timeof- Flight- Verfahren (TOF) oder PMD- Prinzip bezeichnet. Messsysteme, die auf diesem Messprinzip beruhen, sind derzeit im Begriff die Laboratorien zu verlassen und stellen somit eine interessante Alternative zu den klassischen, etablierten Messverfahren, wie Triangulation oder Stereometrie, dar. rnNeben den zahlreichen Vorteilen dieses Messprinzips unterliegt es allerdings auch Limitationen, aus denen Messabweichungen bzw. -fehler resultieren. Die Ursachen dieser Messabweichungen, welche sowohl auf das Messprinzip selbst als auch auf die Geometrie der betrachteten Szene zurueckzufuehren sind, wurden experimentell bestimmt und mathematisch hergeleitet. Anhand dieser Erkenntnisse wurden Ansaetze zur Vermeidung entwickelt, die mit Hilfe von realen Szenen und Sensoren verifiziert wurden.