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6 OptimierungvonFiltersätzen
E {
u(p ) }
=max
p ∫∫∫( h−hˆ(g))2p(g|h,r,p)p(h)p(r)dgdhdr
=max
p ∫∫( h−hˆ(g))2p(g|h,rmin,p)p(h)dgdh.
Die Integrationüberh birgt jedochdieGefahr,dass zumVorteil einerhö-
herenNützlichkeit füreinigewenigeArbeitspunkteh◦einedeutlichhöhere
Messunsicherheitakzeptiertwird.MussdieseineinemDatenblattspezifiziert
werden,somussfüreineseriöseAngabedieMessunsicherheitamungüns-
tigstenArbeitspunktermitteltwerden.GemäßdieserArgumentationistein
SensordurchdieMessunsicherheitanseinemschlechtestenArbeitspunkt
charakterisiert,wasdurcheineMinimax-Optimierung
p =argmin
p max
h◦ ∫(
h◦−hˆ(g))2p(g|h◦,rmin,p)dg (6.16)
berücksichtigtwerdenkann. FürdenFall einer erwartungstreuenSchätz-
funktion hˆ(g)entsprichtdasIntegralderSchätzvarianz,wiesieauchfürdie
HerleitungderCramér-Rao-Ungleichungeingeführtwurde(vgl. (6.8)).Diese
ÜbereinstimmungwurdeerreichtdurchdiequadratischeNutzenfunktion
unddieAnnahmeeinernichtinformativenA-priori-Wahrscheinlichkeitsdich-
teverteilungp(h).FürdenFalleinernichterwartungstreuenSchätzfunktion
hˆ(g)geht indiequadratischeNutzenfunktionauchdersogenannteBias,als
Offset vomErwartungswert,mit ein.
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Wiebereitsangesprochen,musszurOptimierungvon(6.16)einmehrdimen-
sionalesIntegral ∫
(.)dggelöstwerden,wobeidieDimensiondurchdieAnzahl
der Filter proFiltersatz gegeben ist. Gemäß [vT11] sindprinzipiell unter-
schiedlicheVerfahrenwiez.B.Monte-Carlo-oderGauß-Hermite-Integration
geeignet,solcheIntegraleapproximativzulösen.Besondersgutfunktionie-
rendieseVerfahren,wennGlattheitsannahmenbezüglichdesIntegranden
erfülltsind.Z.B.wäredieApproximationmittelsGauß-Hermite-Quadraturre-
gel fehlerfrei,wennsichdieFunktionu(g)=(h−hˆ(g))2miteinemPolynom
gewissenGradesdarstellenließe.Wirdfür hˆ(g)eineML-oderMAP-Schätz-
funktiongewählt,danntretenaufgrunddesbeinhaltetenMaximumoperators
Unstetigkeitenauf.DieseführenzuSprungstellenimSchätzergebnis,wenn
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