Datenaufzeichnung und Sensorsynchronisation

Im Zusammenhang mit verschiedenen Projekten werden Messanlagen konzipiert und aufgebaut, die Daten von mehreren bildgebenden Sensoren aufzeichnen können. Um die gemeinsame Verarbeitung aller Daten zu ermöglichen, werden die Sensoren mit einem Navigationssystem synchronisiert. Zur Synchronisation mit Sub-Frame-Genauigkeit werden Messungen des Zeitverhaltens von Kameras durchgeführt.

 

Die Entwicklung von Bildverarbeitungsverfahren erfordert hochwertige Bilddaten. Zur Erhebung solcher Daten werden von Abteilung OBJ regelmäßig Messkampagnen durchgeführt, wofür eigene Messanlagen entwickelt und gebaut werden. Um maximale Bildqualität zu erhalten, darf nur verlustlose Datenkompression durchgeführt werden. Aufzeichnungsgeräte werden oft in fahrenden Fahrzeugen oder Flugzeugen verwendet und müssen daher Vibrationen und Erschütterungen vertragen. Zur Verifikation und Ergänzung von Bildverarbeitungsergebnissen muss auch die Position und Lage des Fahrzeugs aufgezeichnet werden. Die Sensordaten müssen mit den Navigationsdaten synchronisiert werden, um mit ihnen zusammengeführt werden zu können. Das erlaubt auch die gemeinsame Verarbeitung verschiedener Sensordaten. Kameras, die nicht von sich aus zur Anbindung an Messanlagen geeignet sind, müssen mit eigener Hardware auf FPGAs adaptiert werden.

 

Messanlagen für die folgenden Sensoren und Fahrzeuge sind in den letzten Jahren entstanden oder im Aufbau:

• Betrieb eines Laser-Zeilenscanners und einer Infrarot- und einer Videokamera in einem Hubschrauber auf einer eigens entwickelten schwenkbaren Sensorplattform (Link)
• Datenaufzeichnung von zwei IR-Kameras und einer Videokamera in einem geländegängigen Lkw unter extremen Erschütterungen
• Aufzeichnung von einem zweidimensional scannenden Laserradar auf einem Kleinbus (Link)
• Aufzeichnung von einem rotierenden Laserradar und Objektverfolgung mit Kameras auf einem Schwenk-Neigekopf in einem Kleinbus (Link)

 

Sensorträger, Elektronikrack und Datenpfade der Hubschrauber-Messanlage.

 

Im Zusammenhang von Sensorsynchronisation und gemeinsamer Verarbeitung von Sensordaten stellt sich die Frage, wie schnell eine Kamera auf ein Triggersignal reagiert. Unsere Arbeitsgruppe hat ein Verfahren zur Messung dieser Triggerverzögerungen entwickelt, das sowohl für IR- als auch für Videokameras geeignet ist. Dabei wird ein Shutter aufgenommen, der sich regelmäßig öffnet und schließt. Daraus, wie weit er bei jeder Aufnahme geöffnet oder geschlossen ist, lässt sich die Triggerverzögerung bestimmen.

 

 

Messaufbau zur Bestimmung der Triggerverzögerung von Kameras.

 

Weitere Informationen

• Schatz, V., 2008. Synchronised data acquisition for sensor data fusion in airborne surveying. 11th International Conference on Information Fusion, Proceedings, ISBN: 978-3-00-024883-2, pp. 1125-1130. [publica]
• Schatz, V., 2017. Measurement of the timing behaviour of off-the-shelf cameras. Measurement Science and Technology 28 (4), Art. 045905, 8 p. [DOI: 10.1088/1361-6501/aa5d8a] [publica]