Miniaturisiertes optisches Abstandsmesssystem nach dem Lock-in-Prinzip

Masterprojekt Elektrotechnik - Schwerpunkt Elektrotechnische Systementwicklung

KURZBESCHREIBUNG:

Modernste 3D Kameras arbeiten nach dem Laufzeitverfahren. Dabei wird die Laufzeit des Lichtes in jedem Pixel gemessen und daraus pixelweise die Objektdistanz bestimmt. Das Messverfahren bietet zudem den Vorteil, dass es inhärent Einflüsse der Hintergrundbeleuchtung ausblendet, die ansonsten bei optischen Verfahren oft störend sind.

Im Rahmen dieser Arbeit soll nun ein vereinfachtes optisches low-cost System entwickelt werden, das auf Laufzeitmessung verzichtet, aber dennoch die beschriebene Hintergrundausblendung aufweist. Dazu kann das Lock-in-Prinzip mit synchronen, kohärenten optischen Sendern und Empfängern verwendet werden. Nach Konzeptentwicklung und Prototyping, soll eine ausführliche Charakterisierung durchgeführt werden. Dabei sollen die Grenzen einer rein energetischen optischen Abstandsmessung untersucht werden und Kalibrationsverfahren für ein derartiges System entwickelt werden.

Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig: Von der Automatisierungstechnik über Proximity-Sensorik im Smartphone, aber auch als neue Basiszelle für interaktive Displays.

PROJEKTPHASEN:

• Masterprojekt 1: Einarbeitung Optische Abstandsmessung. Konzeptphase neure Sensor. Auswahl Schlüsselkomponenten, elektrische Simulation in Spice, Entwicklung eines Prototypen.
• Masterprojekt 2:  Inbetriebnahme des Prototypen, Debugging und Verbesserung. Nachweis des Messverfahrens als optischer Schalter.     
• Masterthesis: Aufbau des optischen Systems mit Auswerteeinheit auf Arduino oder Raspberry-Basis. Charakterisierung und Bewertung. Entwicklung eines Kalibrationskonzept, ggf. unter Modifikation der Sende-/ Empfangsstrecke.

Anzahl Plätze: 2