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Uwe Chalupka
Ein laser- und computergestütztes Verfahren zur photogrammetrischen Vermessung von Geschossflugbahnen
Die vorliegende Arbeit richtet sich an Ingenieure und Wissenschaftler, die in den Bereichen der Mess- und Wehrtechnik tätig sind. Sie stellt ein photogrammetrisches Messverfahren vor, welches Flugbahnen von mittels Laser beleuchteten Geschossen dreidimensional unter Verwendung von digitalen Kameras computergestützt aufnehmen und auswerten kann.
Zunächst werden relevante außenballistische Grundlagen ausgeführt sowie insbesondere photogrammetrische Verfahren und soweit bekannte Systeme vorgestellt. Im Anschluss wird auf die radiometrische Modellierung der lasergestützten Geschossbeleuchtung eingegangen. Im Rahmen einer Systemkonzeption werden Kriterien zur Detektion des fliegenden Geschosses mittels Digitalkameras hergeleitet.
Es folgen Betrachtungen zum Systemaufbau, zur Messdurchführung und zu den allgemeinen Anforderungen benötigter Systemkomponenten, auch unter Berücksichtigung eines Einsatzes unter Tageslichtbedingungen. Die Ausführungen werden an hand zweier im Rahmen der Arbeit umgesetzter Prototypen evaluiert. Es werden Flugbahnaufnahmen präsentiert, wie sie mit den Prototypen in Versuchsschießen gewonnen wurden und Bildverarbeitungsmethoden vorgeschlagen, ausgeführt und evaluiert, diese automatisch auszuwerten.
Zuletzt wird die stereometrische Auswertung der Flugbahnaufnahmen erläutert. Hierzu zählt zum einen die Lösung des Stereokorrespondenzproblems als auch die Stereorekonstruktion der 3D-Flugbahn. Im Anschluss wird die Parametrierung von außenballistischen Bahnmodellen mittels der rekonstruierten 3D-Flugbahnkoordinaten beschrieben. Die damit anhand von Simulationen und Schussversuchen erzielten Ergebnisse werden vorgestellt und zusammenfassend bewertet. Ein Ausblick über Anwendungsmöglichkeiten und Potential des Verfahrens schließen die Arbeit ab.
Zunächst werden relevante außenballistische Grundlagen ausgeführt sowie insbesondere photogrammetrische Verfahren und soweit bekannte Systeme vorgestellt. Im Anschluss wird auf die radiometrische Modellierung der lasergestützten Geschossbeleuchtung eingegangen. Im Rahmen einer Systemkonzeption werden Kriterien zur Detektion des fliegenden Geschosses mittels Digitalkameras hergeleitet.
Es folgen Betrachtungen zum Systemaufbau, zur Messdurchführung und zu den allgemeinen Anforderungen benötigter Systemkomponenten, auch unter Berücksichtigung eines Einsatzes unter Tageslichtbedingungen. Die Ausführungen werden an hand zweier im Rahmen der Arbeit umgesetzter Prototypen evaluiert. Es werden Flugbahnaufnahmen präsentiert, wie sie mit den Prototypen in Versuchsschießen gewonnen wurden und Bildverarbeitungsmethoden vorgeschlagen, ausgeführt und evaluiert, diese automatisch auszuwerten.
Zuletzt wird die stereometrische Auswertung der Flugbahnaufnahmen erläutert. Hierzu zählt zum einen die Lösung des Stereokorrespondenzproblems als auch die Stereorekonstruktion der 3D-Flugbahn. Im Anschluss wird die Parametrierung von außenballistischen Bahnmodellen mittels der rekonstruierten 3D-Flugbahnkoordinaten beschrieben. Die damit anhand von Simulationen und Schussversuchen erzielten Ergebnisse werden vorgestellt und zusammenfassend bewertet. Ein Ausblick über Anwendungsmöglichkeiten und Potential des Verfahrens schließen die Arbeit ab.
Schlagwörter: Geschosstrajektorie; Flugbahnaufnahme; 3D-Vermessung; Stereometrie; Stereorekonstruktion; stereometrisch; Photogrammetrie; ballistische Messverfahren; Laser; Optronik; Geschossbeleuchtung; optische Rückstreuung; Ballistik; Außenballistik; Geschossflugbahn
Schriftenreihe Laboratorium Mess- und Informationstechnik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. habil. H. Rothe, Hamburg
Band 2014,10
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