Analysing Dynamic Processes in Range Data Sequences
Hagen Spies · heiDOK (Heidelberg University) · 2001
In der vorliegenden Arbeit wird eine Technik zur Erfassung dynamischer Prozesse in Tiefenkarten entwickelt.Im speziellen wird das dreidimensionale Bewegungsfeld und die lokale Flächenänderung deformierbarer Oberflächen näher untersucht.Zur Bewegungsschätzung werden Bestimmungsgleichungen in Form von partiellen Differentialgleichungen für die Tiefen-und Helligkeitsdaten eingeführt.Diese Gleichungen werden simultan in einem Total Least Squares (TLS) Verfahren gelöst.Es wird gezeigt daß mit diesem Verfahren die Parameter dynamischer Prozesse in multidimensionalen Meßdaten geschätzt werden können, falls diese sich als lineare partielle Differentialgleichung formulieren lassen.Der entwickelte Algorithmus liefert neben einem Zuverlässigkeitsmaß auch Angaben über lineare Abhängigkeiten in den Daten und berechnet entsprechend eingeschränkte Lösungen.Aufgrund solcher linearer Abhängigkeiten ist es nicht generell möglich alle Parameter lokal zu schätzen.Um trotzdem dichte Parameterfelder zu erhalten wird ein Regularisierungsverfahren vorgestellt das die Information des vorhergehenden TLS Algorithmus nutzt.Als Anwendung der so regularisierten Geschwindigkeitsfelder wird gezeigt wie die Oberflächenänderung bestimmt werden kann.Nach einer Genauigkeitsanalyse der entwickelten Algorithmen und der verwendeten Meßgeräte werden sie zur Untersuchung von Pflanzenblättern eingesetzt.Diese Experimente zeigen das damit die Bewegung und das Wachstum solcher Blätter mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung erfaßt werden kann.