Page - 3 - in Chromatisch konfokale Triangulation - Hochgeschwindigkeits 3D-Sensorik auf Basis der Wellenlängenschätzung mit optimierten Filtern

DerHauptbeitragdieserArbeitbehandeltdieOptimierungeinermultispek- tralenKamera.AufBasisderSchätztheoriewirddazuimerstenSchrittdie Messunsicherheit des gesamtenCCT-Sensors quantifiziert und anschlie- ßendoptimiert.AlsFreiheitsgradewerdendabeidieSchichtdickenvonInter- ferenzfilternangepasstunddadurchdieTransmissionderFiltereingestellt. DiesesVorgehen ist inder LiteraturunterdemenglischenBegriffExperi- mentalDesignbekannt.Diedort vorgeschlagenenAnsätze zurQuantisie- rungderMessunsicherheitsindjedochunzureichend.AnalytischeAnsätze könnennichtangewendetwerden,daeinnichtlinearesSensormodellvor- liegt.NumerischeLösungenfürbeispielsweisedasBayesianExperimental DesignhabeneinensehrhohenRechenaufwandzurFolge,welcherdieprak- tischeAnwendbarkeit erschwert. IndieserArbeitwirdalsAlternativeeine approximativeLösungdesBayesschenAnsatzesvorgestellt,welchesehref- fizient ausgewertet werden kann. DieIdee,chromatischeAbstandssensorendurchdenEinsatzeinermultispek- tralen Kamera zu beschleunigen, wurde bereitsmehrfachveröffentlicht. Die vorgeschlagenen spektralen Empfindlichkeiten der Kamerakanäle entsprechendenenvonRGB-FilternodervergleichbarenFiltersätzen.Pro- blematisch istbeidiesemAnsatzdiedamit einhergehendehoheMessun- sicherheitbeiderSchätzungderWellenlänge.DurchdieoptimiertenInterfe- renzfilterdesCCT-Sensorskanndiesereduziertwerden.DesWeiterenkann diesegeringereMessunsicherheitübereinendeutlichgrößerenspektralen Bereichrealisiertwerden.DadurchlassensichCCT-Sensorenmitvergleichs- weise großemMessbereich aufbauen. AufderanderenSeiteexistierenauchchromatischeSensoren,diezurSchät- zungderWellenlängeeinSpektrometerverwenden.DieserAnsatzermög- licht imVergleichnochgeringereMessunsicherheiten,kannabernichtdas ursprünglichetechnischeProblemeinerflächigenHochgeschwindigkeits- messunglösen.TypischerweisebeinhaltetdieserAnsatztausendPixelpro Messpunkt, wodurchdieMessgeschwindigkeitdurchdenTransfer dieser Daten limitiert ist. DiebeschriebeneMethodikwurdegenutzt,umeinenCCT-Sensormiteiner sechskanaligenmultispektralenKameraaufzubauen.Dieexperimentellen ErgebnissebestätigendiegeringereMessunsicherheitimVergleichzumStand derForschung.DasPotenzialdiesesMessprinzipsliegt inderKombination mit der gleichzeitig hohenMessgeschwindigkeit. 3 1 Zusammenfassung