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tm - Technisches Messen

Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik

[TM - Technical Measurement: A Platform for Methods, Systems, and Applications of Measurement Technology
]

Editor-in-Chief: Puente León, Fernando / Zagar, Bernhard

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Eine Heuristik zur effizienten Bayes'schen Optimierung einer multispektralen Kamera

An efficient heuristical Bayesian optimization approach for a multispectral camera

Miro Taphanel
  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Lehrstuhl für Interaktive Echtzeitsysteme, Karlsruhe
  • :
/ Jürgen Beyerer
  • Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB), Karlsruhe
  • :
Published Online: 2015-01-27 | DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2014-0006

Zusammenfassung

Eine multispektrale Kamera ist charakterisiert durch die spektralen Empfindlichkeiten der einzelnen Kamerakanäle. In diesem Artikel werden diese spektralen Empfindlichkeiten für eine messtechnische Aufgabenstellung optimiert. Die betrachtete multispektrale Kamera wird zur Schätzung der Wellenlänge von annähernd monochromatischem Licht eingesetzt. Ziel der Optimierung ist eine Reduzierung der Messunsicherheit dieser Schätzung. Dazu wird die Bayes'sche Optimierungsmethodik angewandt und eine Heuristik zur effizienten numerischen Lösung für eines der beinhalteten nichtlinearen Integrale vorgestellt.

Abstract

A multispectral camera is characterized by the spectral responses of its camera channels. This research optimizes these spectral sensitivities for a measurement sensor. The resulting multispectral camera is used to estimate the wavelength of nearly monochromatic light. Target of the optimization is to reduce the overall measurement uncertainty of the estimation. To this end, the Bayesian Experimental Design is used. Furthermore, an heuristic approach is proposed to efficiently calculate a nonlinear integral during optimization.

Schlagwörter: Sensoroptimierung; Messunsicherheit; optische 3D-Messtechnik

Keywords: Design of experiments; measurement uncertainty; optical 3D sensing

Miro Taphanel

Dipl.-Ing. Miro Taphanel studierte Maschinenbau an der Universität Karlsruhe und erhielt 2010 sein Diplom mit Auszeichnung. Derzeit ist er Doktorand am Lehrstuhl für interaktive Echtzeitsysteme (IES). Sein Arbeitsgebiet ist die optische Messtechnik für dimensionelle und materialerkennende Aufgabenstellungen. Die Arbeit findet in enger Kooperation mit der Abteilung für Sichtprüfsysteme (SPR) am Fraunhofer-IOSB in Karlsruhe statt.

Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Lehrstuhl für Interaktive Echtzeitsysteme, Adenauerring 4, 76131 Karlsruhe, Germany, Tel.: +49-721-6091389, Fax: +49-721-60845926

Jürgen Beyerer

Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Beyerer ist Inhaber des Lehrstuhls für Interaktive Echtzeitsysteme an der Fakultät für Informatik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). In Personalunion leitet er das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB).

Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB), Fraunhoferstraße 1, 76131 Karlsruhe, Germany, Tel.: +49-721-6091210, Fax: +49-721-6091556


Accepted: 2015-01-05

Received: 2014-12-27

Published Online: 2015-01-27

Published in Print: 2015-02-28


Citation Information: tm - Technisches Messen. Volume 82, Issue 2, Pages 94–101, ISSN (Online) 2196-7113, ISSN (Print) 0171-8096, DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2014-0006, January 2015

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