3D Time-of-Flight in Sensor Fusion
Auf einen Blick
- Projektleiter/in : Prof. Dr. Teddy Loeliger
- Projektteam : Jonas Gutknecht
- Projektvolumen : CHF 587'639
- Projektstatus : laufend
- Drittmittelgeber : SNF (Practice-to-Science / Projekt Nr. 198986)
- Kontaktperson : Teddy Loeliger
Beschreibung
3D-Time-of-Flight-Kameras messen in jedem Pixel die Distanz zum
Objekt und liefern eine drei-dimensionale Punktwolke mit der
Tiefeninformation der Szene. Dazu wird die Szene mit moduliertem
Licht beleuchtet, im Pixel die Phasenlage des reflektierten Lichts
gemessen und aus der resultierenden Laufzeit des Lichts die
jeweilige Distanz bestimmt. Diese 3D-Sensoren mit guter räumlicher
Auflösung liefern für viele Anwendungsgebiete präzise und
zuverlässige Informationen, wie beispielsweise bei Objekterkennung
oder Identifikation, haben aber unter gewissen Umgebungsbedingungen
auch Limitierungen, wie beispielsweise bei schnellen Bewegungen,
halbdurchlässigen Objekten oder starkem Umgebungslicht. Weitere
kritische Punkte der 3D-ToF-Technologie sind hoher Energieverbrauch
bei hohen Distanzen, begrenzte Reichweite, eher tiefe Bildrate und
typischerweise grosse Bauform.
Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts
Hauptinhalt dieser Arbeit ist, 3D-ToF-Technologie mit
leistungsfähigen komplementären Sensor-Technologien zu kombinieren
und damit innovative Sensoren zu schaffen, welche einerseits die
Eigenschaften bisheriger 3D-ToF-Sensoren übertreffen und
andererseits neue Anwendungen der 3D-ToF-Technologie ermöglichen.
Für diese Sensor-Fusion werden moderne, hochintegrierte
komplementäre Sensor-Technologien eingesetzt wie beispielsweise
Miniaturkameras, thermische Kameras, Hyperspektral-Kameras, LiDAR,
Single-Chip-Radar oder Ultraschall-Sensoren. Hauptziel dieser
Forschung sind neuartige Sensor-Konzepte mit bisher unerreichten
Leistungsmerkmalen in Bezug auf minimale Grösse, tiefen
Energieverbrauch, hohe Geschwindigkeit und gute
Skalierbarkeit.
Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext des
Forschungsprojekts
Die Verfügbarkeit einer skalierbaren 3D-Sensing-Technologie mit einer hohen Anzahl von miniaturisierten mobilen Sensoren ist essenziell für die Forschung im Bereich Robotik und Drohnen und ermöglicht neue Technologien und Anwendungen in der Automatisierung.
Publikationen
-
Oppliger, Moritz; Gutknecht, Jonas; Gubler, Roman; Ludwig, Matthias; Loeliger, Teddy,
2022.
In:
2022 IEEE Sensors.
IEEE Sensors, Dallas, USA, 30 October - 2 November 2022.
IEEE.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.1109/SENSORS52175.2022.9967309