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4 ModellierungchromatischerSensoren
modelliertenPhotonenrauschen,beidemdieabsoluteAnzahldetektierter
Photonen ausschlaggebend ist.
DieIntensitätsnormierungdesKameramodells(4.27)entsprichteiner linea-
renTransformationdesZufallsvektorsGT=GK/||gμ||2.DerTerm ||gμ||2 stellt
dabeieinennichtzufälligenSkalardar,wodurchsichderErwartungswertvek-
torE{GT}=gμ/||gμ||2=gCergibt.GemäßVar{aX+b}=a2Var{X}zurlinearen
TransformationeinerZufallsvariablefolgtdietransformierteKovarianzmatrix
ΣT (
gμ )= ⎛
⎜⎜⎜⎜⎝ σ2g(gμ,1)
||gμ||22 ··· 0
... ... ...
0 ··· σ
2
g(gμ,n)
||gμ||22 ⎞
⎟⎟⎟⎟⎠. (4.28)
Folglich steht die transformierte Varianz
Var {
GT,i }=σ2g (
gμ,i )
||gμ||22 =σ
2
d+gμ,ik
||gμ||22 ≈ gμ,ik||gμ||22
= r
r2 g′
μ,ik(
g′μ,1 )2+...+(g′μ,n)2∝ 1
r (4.29)
infunktionalerAbhängigkeitvonderOberflächenreflektanzr.Dabeibezeich-
netg′μ=gμ/r dasKameramodellohneVorfaktor r.BeidieserBetrachtung
wurdederVarianzanteildesDunkelrauschensσ2d approximativvernachläs-
sigt. ImVergleichmitdemPhotonenrauschenistdieserAnteilgering,wenn
hohe Intensitätenbetrachtetwerden(vgl.Abbildung4.10).
DieIntensitätsnormierung(4.27)erfüllt ihrenZwecknurfürdasKameramo-
dell, fürdasRauschmodellbleibteineAbhängigkeit vonderOberflächen-
reflektanzbestehen.UmtrotzdemmitdemnormiertenKameramodellar-
beitenzukönnen, isteineWorst-Case-Annahmenotwendig.DieseSituati-
onistdurcheineminimal tolerierbareLichtmengecharakterisiert,welche
durchr(x)=rminbestimmtist.DasRauschmodellbeschreibtsomitdenun-
günstigstenFall,d.h.alleSituationenmithöherenReflektanzenr(x)≥rmin
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führen entsprechend zuweniger Rauschen alsmodelliert. Entsprechend
(4.28) resultiert die Kovarianzmatrix
Chromatisch konfokale Triangulation
Hochgeschwindigkeits 3D-Sensorik auf Basis der Wellenlängenschätzung mit optimierten Filtern
- Title
- Chromatisch konfokale Triangulation
- Subtitle
- Hochgeschwindigkeits 3D-Sensorik auf Basis der Wellenlängenschätzung mit optimierten Filtern
- Author
- Miro Taphanel
- Publisher
- KIT Scientific Publishing
- Location
- Karlsruhe
- Date
- 2018
- Language
- German
- License
- CC BY-SA 4.0
- ISBN
- 978-3-7315-0646-1
- Size
- 14.8 x 21.0 cm
- Pages
- 172
- Keywords
- Interferrenzfilter, chromatisch, konfokal, 3D, Messtechnik, interference filter, chromatic confocal
- Categories
- Informatik
- Technik