Heinol, Horst G.: Untersuchung und Entwicklung von modulationslaufzeitbasierten 3D-Sichtsystemen. 2001
Inhalt
- Vorwort
- Inhaltsverzeichnis
- Verzeichnis der Formelzeichen und Abkürzungen
- Abstract
- 1 Einleitung
- 2 Messprinzipien zur 3D-Objekterfassung
- 3 Messverfahren einer 3D-Laufzeitkamera
- 3.1 Lichtmodulatoren großer Apertur
- 3.2 Problematik konventioneller Modulatoren
- 3.3 Beschreibung der Signale
- 3.4 Auswertung der Entfernungssignale
- 4 Neue Modulationskonzepte
- 4.1 Linearer Elektrooptischer Effekt (Pockels-Effekt)
- 4.1.1 Der elektrooptische Effekt in KD*P
- 4.1.2 Übertragungseigenschaft der transversalen Pockels-Zellen
- 4.1.3 Kleinsignal-Übertragungsverhalten der Pockels-Zelle
- 4.1.4 Großsignal-Übertragungsverhalten der Pockels-Zelle
- 4.1.5 Flachpockels-Zelle mit KD*P
- 4.2 FTR-Modulator (Frustrated Total Reflection)
- 4.2.1 Theorie der gestörten Totalreflektion (FTR)
- 4.2.2 Anwendung des piezoelektrischen Effekts
- 4.2.3 Simulationsergebnisse zum FTR-Effekt
- 4.2.4 FTR-Modulator im optisch binokularen Systemlayout
- 4.2.5 Ausführungsbeispiel eines FTR-Modulatordesign
- 4.3 Photomischdetektor (PMD, Photonic Mixer Device)
- 4.3.1 Konzept des Photomischdetektors (PMD)
- 4.3.2 Funktionsweise des PMD in CMOS-Technologie
- 4.3.3 PMD Modulation
- 4.3.4 PMD als MIS-Struktur
- 4.3.5 Ladungstransport-Mechanismen
- 4.3.6 Abschätzung der oberen Grenzfrequenz des PMDs
- 4.3.7 Ermittlung der PMD Transmissionskennlinie
- 4.3.8 Pixelnahe Ausleseschaltung
- 4.3.9 PMD-Realisierung in CMOS-Technik
- 4.3.10 3D-Kameraprinzip mit Photomischdetektor (PMD)
- 4.3.11 Typische Kennlinien des Photomischdetektors
- 5 Ausführung möglicher PMD-Sensormodulationskonzepte
- 5.1 Sensordesign und Messablaufsteuerung
- 5.1.1 Konzept mit CW-Modulation
- 5.1.2 Konzept mit Mehrpixel-Anordnung
- 5.1.3 Konzept mit PN-Modulation
- 5.2 Darstellung geeigneter Referenzkonzepte
- 6 Optische Leistungsbilanz
- 6.1 Abschätzung des Störabstands
- 6.2 Abschätzung des S/N-Verhältnisses (full well) des PMD-Sensors
- 6.3 Kalkulation der Messunsicherheit
- 6.4 Optische Empfangsleistung
- 6.5 Burstmodulation (Quasi-CW- und Quasi-PulsBetrieb)
- 7 Experimentelle Ergebnisse
- 7.1 Phasenmessungen mit modifizierter Pockel-Zelle
- 7.2 Monokulares / binokulares Meßsystem mit Pockels-Zelle
- 7.3 3D-Kamerakonzept mit Lasersender und Pockels-Zelle
- 7.4 Phasenmessungen mit dem Photomischdetektor
- 7.5 Entfernungsauflösung des PMD-Labormodells
- 8. Zusammenfassung und Ausblick
- Literaturverzeichnis