Technische Universität Ilmenau

Erfassung und Verarbeitung von 3D-Daten - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu unseren Studiengängen. Rechtlich verbindliche Angaben zum Verlauf des Studiums entnehmen Sie bitte dem jeweiligen Studienplan (Anlage zur Studienordnung). Bitte beachten Sie diesen rechtlichen Hinweis. Angaben zum Raum und Zeitpunkt der einzelnen Lehrveranstaltungen entnehmen Sie bitte dem aktuellen Vorlesungsverzeichnis.

Modulinformationen zum Modul Erfassung und Verarbeitung von 3D-Daten im Studiengang Master Medientechnologie 2017
ModulnameErfassung und Verarbeitung von 3D-Daten
Modulnummer101671
Fakultät
Fachgebietsnummer 2362 (Qualitätssicherung und Industrielle Bildverarbeitung)
Modulverantwortliche(r) Dr. Rico Nestler
Leistungspunkte5
VerpflichtungWahlpflicht
Voraussetzungen

gute Kenntnisse in Physik, Mathematik aber auch Informations- bzw. Nachrichtentechnik (Vorlesungen zu Systemtheorie, Signalen & Systemen), hilfreich: Systemtechnik und Systemtheorie der Bildverarbeitung (Prof. Notni), Grundlagen der Bildverarbeitung und Mustererkennung (Dr. Nestler), Grundlagen der Farbbildverarbeitung (Dr. Nestler)

ModulabschlussEinzelleistungen
Details zum Abschluss

schriftliche Prüfung  60 min, mündliches Prüfungsgespräch nach Vereinbarung

Lernergebnisse

Die Veranstaltung „Erfassung und Verarbeitung von 3D-Daten” widmet sich technischen Ansätzen zur Gewinnung von Tiefeninformationen, den dabei erforderlichen Datenverarbeitungsaspekten. Der Schwerpunkt liegt dabei auf sogenannten inkohärent optischen Verfahren und zugehörigen systemtechnischen Ansätzen.


Die Verarbeitungsaspekte zur Gewinnung der 3D-Information werden dabei ansatzbezogen diskutiert. Die ausführliche Darstellung der klassischen Verfahren wird durch aktuelle Ansätze, wie die Weißlichtinterferometrie, die Fokusvariation oder das Time of Flight-Prinzip ergänzt. Die Veranstaltung schließt in einem Grundlagenteil wichtige systemtechnische, optische und geometrische Gesetzmäßigkeiten von Bildaufnahmeprozessen sowie Grundzüge der projektiven Geometrie ein.


Der Hörer erhält einen umfassenden Überblick zu Verfahren der Rekonstruktion von Objektoberflächen oder zur Abstandsanalyse zu ausgewählten Objektpunkten in dreidimensionalen Szenen sowohl aus systemtechnischer Sicht der als auch aus Sicht der dabei einzusetzenden Verfahren zur Ermittlung räumlicher Information aus digitalen Bildern. Mögliche Anwendungsgebiete dieser Gestaltsanalysen sind sehr vielfältig, z.B. computergrafische Modellierungen dreidimensionaler Objekte (Reverse Engineering), Abstandsmessungen in der Fahrzeugsteuerung, Oberflächeninspektionen oder Prüfungen auf Maßhaltigkeit in der Qualitätssicherung, Lageschätzungen oder Hindernislokalisierung in der Robotik bzw. der Sicherheitstechnik. Verfahren zur Gestaltsrekonstruktion beinhalten in starkem Maße Prozesse der klassischen Bildverarbeitung. Genauso sind zur Erfüllung von Erkennungsaufgaben mit Bildverarbeitung heutzutage zunehmend 3D-Aspekte zu berücksichtigen.


Aufbauend auf den vermittelten Inhalten ist der Hörer befähigt, sein Wissen in konkreten Anwendungen in einem der oben genannten Felder einzusetzen.


Die Veranstaltung ist begleitet von einer Übung bzw. Exkursionen, in denen Vorlesungsinhalte nachbereitet und vertieft diskutiert werden sollen.


Die Vorlesung ist wie folgt gegliedert



  • Einleitung


    • Historische und wahrnehmungsphysiologische Aspekte der 3D-Erfassung

    • Überblick zu technischen Grundansätzen zur optischen 3D-Erfassung



  • Grundlagen

    • Algebraische Beschreibung von geometrischen Transformationen, Abbildungen und Messanordnungen

    • Optische Grundlagen



  • Binokularer / multiokularer inkohärent optischer Ansatz zur 3D-Erfassung

    • Primärdatenaufbereitung

    • Tsai-Modellierung von Messkameras

    • Polynokulare Messanordnungen und -systemkalibrierung

    • Korrespondenzsuche in Bildern: Constraints und Algorithmen

    • Subpixelgenaues Erfassen von Strukturorten

    • Prinzip der Musterprojektion und des Ansatzes mit strukturiertem Licht

    • Anwendungen



  • Monokular inkohärent optische Verfahren zur 3D-Erfassung

    • Depth from -Motion, -Shading, -Texture, -Fokus: Prinzipien und Randbedingungen der praktischen Anwendung



  • Praxisrelevante weitere Ansätze zur 3D-Erfassung

    • Fokusvariation



Das Modul beinhaltet die folgenden Fächer:
Erfassung und Verarbeitung von 3D-Daten
Leistungspunkte5
VerpflichtungWahlpflicht
Fachabschlussschriftliche Prüfungsleistung, 60 Minuten
TurnusSommersemester

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modul- und Fachbeschreibungen durch den Modul- oder Fachverantwortlichen finden Sie auf den Infoseiten zum Modulkatalog.