Patent DE-102021103581-B4 (DE)
Title: Verfahren zur Korrektur von Tiefenbildern einer Lichtlaufzeitkamera
Inventor: BOLAY KATRIN
IPC: G01S17/32
Filed: 2021-02-16
Granted: 2024-01-18
Abstract: Verfahren zur Korrektur von Entfernungswerten einer Lichtlaufzeitkamera, die eine Phasenverschiebung zwischen einem emittierten und empfangenen modulierten Lichts ermittelt,
 wobei in wenigstens zwei Phasenmessungen das Licht mit unterschiedlichen Modulationsfrequenzen (f 1 , f 2 ) emittiert wird,
 wobei sich ein Phasenunterschied (φ, φ res , φ 0 ) grundsätzlich aus der Beziehung arctan(-Re,lm) bestimmt und sich hieraus ein Entfernungswert (d) berechnen lässt,
 wobei ein gemessener Entfernungswert (d res ) sich aus dem tatsächlichen Entfernungswert (d direct ) und einen Störungsanteil (d global ) zusammensetzt,
         d     r   e   s       =     d     d   i   r   e   c   t       +     d     g   l   o   b   a   l             
 und sich die Real- und Imaginärteile im Phasenbild entsprechend verhalten,
 Re res  = Redirect + Re global  sowie Im res  = Im direct  + Im global  wobei diese Beziehungen folgenden Gleichungen entspricht:
           R     e     r   e   s       =   a   ⋅   R     e     c   o   r   r   e   c   t   e   d       −   b   ⋅   I     m     c   o   r   r   e   c   t   e   d       ,           I     m     r   e   s       =   a   ⋅   I     m     c   o   r   r   e   c   t   e   d       +   b   ⋅   R     e     c   o   r   r   e   c   t   e   d       ,             
 wobei die Faktoren a und b den Störanteil beinhalten und Re corrected  und
 Im corrected  den MPI-freien Real- und Imaginärteil beschreiben,
 wobei zur Berechnung des tatsächlichen Entfernungswerts folgende Schritte durchgeführt werden,
 - Bestimmung positiver, ganzzahliger Faktoren (n 1 , n 2 ) für die Modulationsfrequenzen gemäß
         n   1       ƒ   2     =     n   2       ƒ   1           
 ermittelt werden,
 wobei unter der Berücksichtigung, dass die korrigierten Real- und Imaginärteile zu den unterschiedlichen Frequenzen gleich sind
         |             R     e       n   1       ƒ   2     ,   c   o   r   r   e   c   t   e   d       =   R     e       n   2       ƒ   1     ,   c   o   r   r   e   c   t   e   d                   I     m       n   1       ƒ   2     ,   c   o   r   r   e   c   t   e   d       =   I     m       n   2       ƒ   1     ,   c   o   r   r   e   c   t   e   d                 |     ,         
 die korrigierten Real- und Imaginärteile Re f
 j ,corrected , Im f
 j ,corrected  mit gemessenen Real- und Imaginärteilen Re f
 1   , Im f
 1   , Re f
 2    und Im f
 2    in Relation gesetzt werden gemäß 
           R     e       ƒ   1     ,   c   o   r   r   e   c   t   e   d       =     a   1     ⋅   R     e       ƒ   1         +     b   1     ⋅   I     m       ƒ   1         ,           I     m       ƒ   1     ,   c   o   r   r   e   c   t   e   d       =     a   1     ⋅   I     m       ƒ   1         −     b   1     ⋅   R     e       ƒ   1         ,           R     e       ƒ   2     ,   c   o   r   r   e   c   t   e   d       =     a   2     ⋅   R     e       ƒ   2         +     b   2     ⋅   I     m       ƒ   2                 I     m       ƒ   2     ,   c   o   r   r   e   c   t   e   d       =     a   2     ⋅   I     m       ƒ   2         −     b   2     ⋅   R     e       ƒ   2         ,             
 wobei die Koeffizienten a 1  und a 2  mittels der Beziehung
         a   i     =       1   −     b   i   2     .             
 normiert werden,
 und das Gleichungssystem nach b 1  und b 2  gelöst und durch Einsetzen der Lösung korrigierte Real- und Imaginärteile ermittelt werden,
 woraus ein tatsächlicher Entfernungswert zur Verfügung gestellt wird.