Großes Forschungsprojekt im Bereich 3D-Sensorik

Ein Schreiben der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) bereitet den Siegener Forschern am Zentrum für Sensorsysteme (ZESS) aktuell große Freude. Grund ist der in dem Schreiben bewilligte Förderantrag über sechs in einem Paket zusammengefasste Forschungsprojekte im Gesamtumfang von ca. 2,6 Millionen €. Der Paketantrag mit dem Titel „Dynamisches 3D-Sehen“ befasst sich schwerpunktmäßig mit der Erweiterung, Nutzung und Integration von 3D-Tiefensensoren für Echtzeitanwendungen.

Die „Multidimensionale Sensorik“ gehört zu den zentralen profilbildenden Forschungsbereichen im Struktur- und Entwicklungskonzept der Universität Siegen. „Ich bin sehr erfreut, dass es den beteiligten Wissenschaftlern gelungen ist, für ihre Projekte Anerkennung und Unterstützung auf höchster Ebene zu finden. Die Entscheidung der DFG zeigt aber auch, dass wir mit der Festlegung der Profilbereiche in der Forschung eine richtige Entscheidung getroffen haben“, so die Rektorin der Universität Siegen, Prof. Dr. Theodora Hantos, in einer ersten Stellungnahme.

Mit der Bewilligung des Pakets ist den Forschern ein wichtiger Schritt gelungen. Prof. Dr.-Ing. Andreas Kolb, der Sprecher der Forschergruppe, die den Paketantrag gestellt hat, hebt dessen Bedeutung für den Forschungsschwerpunkt „Multidimensionale Sensorik“ hervor: „Mit der Bewilligung der Forschungsmittel durch die DFG belegen die beteiligten Forscher, dass sie zur Spitzengruppe in Deutschland in diesem Forschungsfeld gehören“. Der Paketantrag kam nach einem von Prof. Dr.-Ing. Rudolf Schwarte angeregten Arbeitstreffen der DFG, welches im Herbst 2004 in Siegen stattgefunden hat, zustande. Aus ursprünglich 15 Forschungsthemen wurde unter der Federführung von Prof. Kolb vom ZESS ein Paket mit den nun bewilligten sechs Projekten geschnürt.

Das Gros der Forschungsarbeiten wird in Siegen durchgeführt werden. In zwei der sechs Teilprojekte sind externe Partner vom Physikalischen Institut der Johann-Wolfgang-Goethe Universität Frankfurt/Main und vom Institut für Informatik der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel eingebunden. Von den insgesamt zehn durch die DFG über den Zeitraum von vier Jahren geförderten Doktorandenstellen ist jeweils eine in Frankfurt und Kiel angesiedelt.

Die Forschungsprojekte bauen auf der von Prof. Schwarte am Institut für Nachrichtenverarbeitung im Fachbereich 12 „Elektrotechnik und Informatik“ und am ZESS entwickelten PMD-Technologie (Photo Misch-Detektor) auf. Der PMD-Sensor ermöglicht die zeitgleiche Erfassung von bis zu 20.000 Tiefenwerten in Form eines Tiefenbildes und das mit einer zeitlichen Rate von über 20 Tiefenbildern pro Sekunde.

Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Verbindung der PMD-Sensorik mit anderen Sensortechniken, sowie auf den Einsatz der 3D-PMD-Sensorik in benachbarten Forschungsfeldern. In drei der sechs Projekte werden die wissenschaftlich-technischen Grundlagen zur Integration der PMD-Sensorik mit bildgebenden Sensoren und zur Bestimmung von Entfernungsmesswerten aus den PMD-Sensordaten erarbeitet. Die Nutzung der PMD-Technologie zur Positionserfassung für die Mobile Robotik und zur Objektbeschreibung und -erkennung für fertigungstechnische Anwendungen wird in zwei weiteren Projekten untersucht. Das sechste Projekt erforscht den Aufbau einer Kamera im Bereich der Terahertz-Strahlung. In diesem Strahlungsbereich lassen sich beispielsweise chemische Stoffe leicht erkennen und bildgebend dargestellt. Projektübergreifend steht die Echtzeitfähigkeit der zu erforschenden Sensorsysteme im Vordergrund.

Kurzinformationen zu den sechs Projekten

Projekt 2D/3D Multisensorentwicklung
Prof. Loffeld (ZESS), Prof. Roth (ZESS), Prof. Schwarte (ZESS)

Projekt 2D/3D-Sensorsimulation
Prof. Loffeld (ZESS), Prof. Kolb (ZESS)

Projekt 2D/3D Datenverarbeitung und -fusion auf Basis der PMD-Technologie
Prof. Kolb (ZESS), Prof. Loffeld (ZESS)

Projekt 3D-Poseschätzung und 3D-Mapping mittels PMD-Kamera
Prof. Koch (Univ. Kiel), Prof. Roth (ZESS)

Projekt Echtzeit-Akquisition bildbasierter 3D-Modelle zur Objekterkennung
Prof. Kolb (ZESS), Prof. Kuhnert (ZESS), Dr. Rezk-Salama (ZESS)

Projekt 3D Bilderfassung im Terahertzfrequenzbereich basierend auf elektrooptischer Detektion
Prof. Haring Bolivar (ZESS), Prof. Roskos (Univ. Frankfurt), Prof. Schwarte (ZESS), Dr. Löffler (Univ. Frankfurt)