Ziele des Forschungspaketes

Die Ermittlung der Entfernung zu einem Objekt in der Umgebung und relativ zur Lage eines Sensors wird bereits sehr lange intensiv erforscht. In einigen Anwendungsbereichen wurden bereits Mitte des letzten Jahrhunderts grundlegende Techniken entwickelt, deren Prinzipien heute immer noch standardmäßig in operativen Systemen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind das Radar zur Flugzeugerfassung oder Sonar im Bereich der Schiffahrt.

Geht es jedoch um folgende Zielsetzungen 

  • echtzeitnahe Erfassung dynamischer Bewegungen von Objekten in einer Szenerie

  • echtzeitnahe 3D-Objekterkennung und relative Positionserfassung

  • hochauflösende 3D-Information mit sub-mm Tiefenauflösung

dann gibt es heute zwar eine Reihe von Ansätzen, von denen bislang aber keiner den Reifegrad erreicht hat, der einen breiten operativen Einsatz ermöglicht.

Im Rahmen des Forschungsprojekts Dynamisches 3D-Sehen werden Themen bearbeitet, die die vorgenannten Ziele auf Basis der vielversprechenden Photonic Mixing Device (PMD)-Technologie adressieren. Ausgewählte Anwendungsfelder zeigen das enorme Potenzial auf, welches durch die PMD-Technologie eröffnet wird:

Industrie-Automatisierung Im Kontext der Sicherheit könnten autonome Systeme z.B. durch echtzeitnahe Entfernungserfassung adäquat auf ein dynamisches Umfeld reagieren, speziell der Personenschutz käme so ohne aufwendige und platzraubende Absperreinrichtungen aus. Sortiersysteme wären in der Lage unmittelbar Objektvolumina abzuschätzen.

Automotive Für viele Systeme zur Unterstützung des Fahrers und zur Steigerung der Sicherheit im Automobilbereich spielt die Entfernungsmessung eine große Rolle. Eine echtzeitnahe Entfernungserfassung der Umgebung könnte sowohl im Außenbereich (z.B. zur Kollisionsvermeidung) als auch im Innenbereich (z.B. zur Optimierung der Airbagsteuerung) des Automobils sehr nutzbringend eingesetzt werden.

Wartung komplexer Systeme Das Wartungspersonal für komplexe Systeme ist zunehmend auf Ad-hoc-Information zur Durchführung von Arbeiten angewiesen. Diese Informationen müssen in vielen Fällen visuell und kontextsensitiv aufbereitet werden, wozu eine Lokalisation der Person relativ zu dem zu wartenden System notwendig wird.

Digitale Medien Im Bereich der Film- und Fernsehindustrie, aber auch in anderen Medien, werden zunehmend reale mit virtuellen Elementen zu neuen, anwendungsspeziefischen Darstellungen verknüpft. Zur Erfassung der realen Situation hinsichtlich Geometrie, Materialeigenschaften und Beleuchtung ist aktuell ein sehr großer Ressourcenaufwand erforderlich, der durch den Einsatz einer integrierten, echtzeitnahen Entfernungs- und Beleuchtungsmessung deutlich reduziert und qualitativ verbessert werden könnte.

Medizintechnik Zur Planung, Simulation und Durchführung von Operationen sind Systeme zur Positionserfassung bereits heute im Einsatz. Aktuell werden hierfür durchweg markerbasierte, optische Systeme eingesetzt. Eine Entwicklung hin zu markerlosen Systemen und zu Systemen zur echtzeitnahen Objekterfassung würde in der Medizintechnik neue Verfahren im Bereich der Operationstechnik ermöglichen.

 



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