Siebenkees, Valentin: Untersuchung des Einsatzes von AR/VR-Systemen für die Kalibrierung/Referenzierung einer fokusbasierten Abstandsmessung mit elektronisch fokussierbaren Objektiven

Abstract in German:

Abstandsmessung ist eine wichtige Thematik in der optischen Messtechnik. Häufig ist diese mit großen und komplexen Aufbauten verbunden. Um Zeit und Kosten zu sparen, ist es deshalb von Vorteil, Verfahren zu entwickeln, durch die solche Aufbauten vereinfacht werden können. Das Ziel der Arbeit ist herauszufinden, ob es möglich ist, virtuelle Bildanzeigesysteme für die Kalibrierung und Referenzierung eines Kamerasystems auf Basis des Zusammenhangs zwischen der Position der hinteren Hauptebene elektronisch fokussierbarer Objektive und der virtuellen Bilddistanz zu nutzen. Um diese Forschungsfrage zu beantworten, wurde zunächst anhand von Vortests analysiert, welche Anzeigesysteme für solch ein Verfahren genutzt werden können. Mit dem fokussierbaren optischen Kollimator wurde ein System gefunden, das den Anforderungen gerecht wird. Um den beschriebenen Zusammenhang nachzuweisen, wurde ein Messverfahren programmiert, in dem mit Hilfe des Kollimators virtuelle Bilder in verschiedenen Distanzen gemessen wurden. Für jede Distanz wurde, durch die Auswertung der Modulationsübertragungsfunktion des betrachteten Bildes, die Position der hinteren Hauptebene des Kameraobjektives gefunden, in der das virtuelle Bild maximal scharf auf dem Kamerasensor abgebildet wird. Durch kritische Analyse und Fehlerbetrachtung der Messergebnisse konnte ein Verlauf des Zusammenhangs mit kombinierter Unsicherheit ermittelt werden. Anhand der Ergebnisse der Arbeit lässt sich bestätigen, dass es möglich ist, virtuelle Bildanzeigesysteme für die Kalibrierung und Referenzierung eines Kamerasystems auf Basis des Zusammenhangs zwischen der Position der hinteren Hauptebene elektronisch fokussierbarer Objektive und der virtuellen Bilddistanz zu nutzen. Weiterführende Forschung kann an der Optimierung der Messautomatisierung oder der Brennweitenbestimmung und an der Betrachtung verschiedener Anzeigesysteme sowie von nicht betrachteten Einflüssen, wie dem der Objektivblende auf die Messung, durchgeführt werden.