{"id":1889,"date":"2012-10-03T13:56:00","date_gmt":"2012-10-03T13:56:00","guid":{"rendered":"https:\/\/framos.com\/news\/links-digitale-kameras-in-unbemannten-luftfahrzeugen-uav-fuer-militaerische-und-kommerzielle-zwecke\/"},"modified":"2024-04-24T22:10:50","modified_gmt":"2024-04-24T22:10:50","slug":"links-digitale-kameras-in-unbemannten-luftfahrzeugen-uav-fuer-militaerische-und-kommerzielle-zwecke","status":"publish","type":"news","link":"https:\/\/framos.com\/de\/news\/links-digitale-kameras-in-unbemannten-luftfahrzeugen-uav-fuer-militaerische-und-kommerzielle-zwecke\/","title":{"rendered":"[Links] Digitale Kameras in unbemannten Luftfahrzeugen (UAV) f\u00fcr milit\u00e4rische und kommerzielle Zwecke"},"content":{"rendered":"

Die Lg11059 ist die Bildverarbeitungsl\u00f6sung f\u00fcr den wachsenden UAV-Markt<\/strong>
\nAutor: Lumenera Corporation, www.lumenera.com<\/em><\/p>\n

Hintergrund<\/strong><\/h2>\n

Ein unbemanntes Luftfahrzeug (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) ist ein Flugzeug, das ohne menschlichen Pilot an Bord fliegt. Es wird ferngesteuert oder fliegt autonom mit Hilfe vorprogrammierter Flugpl\u00e4ne oder anderer automatisierter Leitsysteme. Traditionell wurden unbemannte Luftfahrzeuge vor allem f\u00fcr milit\u00e4rische Missionen genutzt. Sie kommen zunehmend auch bei zivilen Anwendungen zum Einsatz, zum Beispiel zur Brandbek\u00e4mpfung, Strafverfolgung, Beurteilung von Naturkatastrophen und bei der Umwelt\u00fcberwachung.
\nDas moderne UAV entstand in den 1970er Jahren, motiviert durch den Bedarf des Milit\u00e4rs an einer sicheren Art und Weise, Gebiete mit hohem Risiko ohne Gefahr f\u00fcr das Leben eines Piloten zu \u00fcberfliegen. Diese Flugmissionen profitieren von kleineren, kaum zu entdeckenden Luftfahrzeugen im Vergleich zu einem bemannten Flugzeug. Ingenieure in den USA begannen Experimente mit kleineren, langsameren und billigeren UAVs, die gro\u00dfe Modellflugzeuge nachahmten. Deren wichtigstes Merkmal war die Aufnahme von kleinen Video-Kameras, die in Echtzeit Bilder zum Leitstand am Boden senden konnten. In den 1980er und Anfang der 1990er Jahre wurden die Luftfahrzeuge gr\u00f6\u00dfer und leistungsf\u00e4higer. Mitte der 1990er Jahre waren sie daher bereits weit verbreitet. Dank ihrer Aufkl\u00e4rungs- und taktischen F\u00e4higkeiten sind UAVs heute ein wichtiger Bestandteil des weltweiten Kampfes gegen den Terrorismus.
\nUAVs sind extrem flexible Ger\u00e4te, die f\u00fcr eine Vielzahl von Anwendungen \u00fcber die derzeitigen Anforderungen des Milit\u00e4rs, zur Terrorismusbek\u00e4mpfung und zur Strafverfolgung hinaus genutzt werden k\u00f6nnen. Die Technologie-Entwicklung f\u00fcr zivile Anwendungen begann in den 1990er Jahren. Heute verlassen sich eine breite Palette von internationalen gemeinwirtschaftlichen Einrichtungen und privaten Unternehmen auf UAVs f\u00fcr diverse zivile und kommerzielle Eins\u00e4tze. UAVs sind ein wachsendes Gesch\u00e4ft f\u00fcr die R\u00fcstungsindustrie mit einem gro\u00dfen Wachstumspotenzial – in einer Zeit, in der das Milit\u00e4r weltweit versucht, gr\u00f6\u00dfere Anschaffungen wie Kampfjets und Kriegsschiffe zu reduzieren. In Verbindung mit den vorgenannten Anwendungen steigt die Nachfrage nach UAVs im Allgemeinen und bildverarbeitenden Kameras im Besonderen.<\/p>\n

Architektur<\/strong><\/h2>\n

Das bildgebende System eines UAV beruht auf einer Reihe von Technologien, darunter Sensoren<\/a>, DV-Ger\u00e4te und drahtlose Kommunikation. Eine typische Plattform w\u00fcrde mehrere digitale Kameras umfassen, die mit einem GIS-Prozessor in Verbindung stehen. Georeferenzierte Bilddaten werden durch eine Datennetzwerk-Vermittlungsstruktur verteilt, wodurch die Systemkonfiguration einfach, erweiterbar und flexibel ist. Der Steuercomputer wird verwendet, um die Kamera auszul\u00f6sen, die Bilder zu speichern und f\u00fcr die \u00c3\u0153bertragung vorzubereiten. Er zeichnet Daten wie Kameraeinstellungen, H\u00f6he und Position auf, die den Bildern als Metadaten beigef\u00fcgt werden. Die Daten werden dann \u00fcber ein modernes Drahtlos-Netzwerk an die UAV-Bodenstation gesendet, das auch den Abruf gro\u00dfer Dateien in Echtzeit erm\u00f6glicht. Moderne UAVs sind in der Lage, Multi-Megapixel-Gro\u00dfformatbilder und Metadaten zu erfassen und zu streamen.
\nDer Bildgebungs-Steuercomputer ist normalerweise vom Flugsteuerungsrechner entkoppelt, wobei die beiden Computer Informationen in Echtzeit austauschen. Die Flugbahn und andere missionskritische Anforderungen werden von Ingenieuren in der Bodenstation in die Einsatzplanungs-Software programmiert, die den Autopiloten mit den notwendigen Daten zur Lenkung und Steuerung des Luftfahrzeugs w\u00e4hrend der Mission versorgt.
\nMehrere Kameras k\u00f6nnen in eine einzige Baugruppe kombiniert werden, um die sensorischen F\u00e4higkeiten des UAV-Systems zu erh\u00f6hen. Ein modulares System erm\u00f6glicht die Montage mehrerer Kamera-Module auf einem einzigen Kameratr\u00e4ger, um den Anforderungen einer bestimmten Mission gerecht zu werden. Der Einsatz mehrerer Kameras erm\u00f6glicht die Erfassung einer Mischung aus Farb-, Falschfarben- und Monochrom-Bildern, die den gleichen Zielbereich abdecken. Die optischen Achsen der Kameras m\u00fcssen zueinander parallel sein und ihre Ausl\u00f6ser m\u00fcssen f\u00fcr gleichzeitige Aufnahme synchronisiert sein. Bildverarbeitung wird dann verwendet, um die verschiedenen Bilder miteinander zu einem einzigen, sehr detaillierten Farbbild zu verschmelzen.
\nMehrere Kameras werden auch verwendet, um schr\u00e4ge Bilder aufzunehmen, f\u00fcr die typischerweise eine vertikale und mehrere schr\u00e4ge Kameras gleichzeitig eingesetzt werden. Die Bilder von diesen Systemen erm\u00f6glichen die dreidimensionale Rekonstruktion einer Szene. Die eindeutigen Winkel in den Bildern von am Boden dargestellten Merkmalen erm\u00f6glichen eine axiale Information zu den vertikalen Seiten.
\nMehrere Kameras k\u00f6nnen in einem Array positioniert werden, um volle 180\u00b0 High-Definition-Snapshot-Bilder in einer Aufnahme zu erm\u00f6glichen. Dies bedeutet, dass das System ein einzelnes Bild einer gesamten Szene machen kann und hierzu gro\u00dfe Mengen an Informationen aus dem erfassten Bild erh\u00e4lt. Der Detaillierungsgrad und die Genauigkeit von Bildern mit diesem Multi-Kamera-Konzept geht weit \u00fcber das hinaus, was mit einer einzelnen Kamera mit einem Weitwinkel-Objektiv m\u00f6glich w\u00e4re, da durch ein Objektiv Abbildungsfehler auftreten k\u00f6nnen und der Detaillierungsgrad an den Bildr\u00e4ndern abnehmen kann.
\nDie nach unten gerichteten Kameras im UAV k\u00f6nnen f\u00fcr Orthofotos genutzt werden, eine Luftaufnahme-Technik, die ein Bild mit \u00fcberall konstantem Ma\u00dfstab erstellt. Da sich der Ma\u00dfstab mit der Position des Bildes nicht \u00e4ndert ist es m\u00f6glich, genaue Messungen von Winkeln, Fl\u00e4chen und Entfernungen mit relativ einfachen Berechnungen zu machen. Damit diese Technik funktioniert, muss die nach unten gerichtete Kamera exakt im rechten Winkel zum Boden ausgerichtet werden.<\/p>\n

Kamera-Anforderungen<\/strong><\/h2>\n

Kameras, die in UAVs eingesetzt werden, m\u00fcssen eine Reihe sehr spezifischer Anwendungs-Anforderungen erf\u00fcllen. Traditionell sind luftgest\u00fctzte Digitalkameras in drei spezifische Kategorien unterteilt worden:<\/p>\n

    \n
  • Kleinformat – Kameras mit Sensoren bis zu 16 Megapixel<\/li>\n
  • Mittelformat – Kameras mit Sensoren zwischen 16 und 50 Megapixel<\/li>\n
  • Gro\u00dfformat – Kameras mit Sensoren \u00fcber 50 Megapixel<\/li>\n<\/ul>\n

    Die Grenze zwischen Klein-, Mittel- und Gro\u00dfformat-Sensoren hat sich mit der Zeit verschoben und wird sich weiterhin verschieben oder verwischen. Einige Unternehmen werben beispielsweise f\u00fcr Mittelformat-Kameras, die gr\u00f6\u00dfere Sensoren als ihre bisherigen Gro\u00dfformat-Kameras aufweisen. Die Definition bezog sich urspr\u00fcnglich auf die Sensorgr\u00f6\u00dfe. In der Vergangenheit war ein (35 mm) Kleinformat-Kamerasensor 24 x 36 mm gro\u00df, bis 60 x 90 mm war das Mittelformat und alles dar\u00fcber war Gro\u00dfformat. Die Kosten in den verschiedenen Kategorien sind auch nicht scharf abgegrenzt, was neue M\u00f6glichkeiten er\u00f6ffnet, wenn die sonst als Einstiegsmodelle betrachteten Kleinformat-Kameras immer mehr F\u00e4higkeiten bekommen. F\u00fcr weitere Verwirrung sorgt, dass ein 35 mm Sensor in der Luftbild-Branche als klein gilt, w\u00e4hrend er im Consumer-Bereich und in der Bildverarbeitungs-Branche als gro\u00df gilt.
    \nKleinformat-Kameras sind \u00fcblicherweise: a) Area-Array-(Vollbild-)Kameras mit zweidimensionalen CCD- oder CMOS-Arrays, und b) monochrom oder gekoppelt mit Mosaik-RGB-Filter f\u00fcr Farbbilder oder IR-Filter f\u00fcr Falschfarben-Bilder. Gro\u00dfformat-Kameras werden in der Regel als Stand-alone-Sensoren f\u00fcr traditionelle Wide-Area-Mapping-Anwendungen oder in gro\u00dfer H\u00f6he eingesetzt, w\u00e4hrend Mittelformat-Kameras oft zur Erfassung von LIDAR-Daten verwendet werden.
    \nEs gibt eine Reihe von Leistungsmerkmalen, die f\u00fcr den Einsatz digitaler Kameras in UAV-Anwendungen in Betracht gezogen werden m\u00fcssen. Der Rest dieses Dokumentes diskutiert diese im Detail.<\/p>\n

    \u00c3\u0153berragende Bildqualit\u00e4t<\/strong><\/h2>\n

    In der Luftbildfotografie wird die Bildbewertungsskala NIIRS (National Imagery Interpretability Rating Scale) zur Definition und Messung der Qualit\u00e4t von Bildern und der Leistung von bildgebenden Systemen genutzt. Durch einen Bewertungs-Prozess ordnen Analysten Bildern entsprechend NIIRS einen Wert zu, der die Interpretierbarkeit eines gegebenen Bildes angibt. Das NIIRS-Konzept bietet die M\u00f6glichkeit, die Qualit\u00e4t eines Bildes direkt mit den Interpretations-Aufgaben, f\u00fcr die es verwendet werden kann, zu verkn\u00fcpfen. Obwohl NIIRS in erster Linie bei der Auswertung von Luftbildern angewandt wird, bietet es einen systematischen Ansatz, um die Qualit\u00e4t fotografischer oder digitaler Bilder, die Leistungsf\u00e4higkeit von Bilderfassungsger\u00e4ten und die Auswirkungen von Bildverarbeitungs-Algorithmen zu messen.
    \nDie Bildqualit\u00e4t einer digitalen Kamera h\u00e4ngt von mehreren Elementen ab. Ein gr\u00f6\u00dferer Sensor kann mehr Licht erfassen, da er gr\u00f6\u00dfere Pixel hat. Bessere Bildqualit\u00e4t l\u00e4sst sich durch Sensoren mit gr\u00f6\u00dferen Pixeln einfacher erreichen. CCD-Sensoren bieten eine bessere Leistung als CMOS-Sensoren, die mehr rauschen und einen geringeren Dynamikumfang aufweisen. Ein 35 mm digitaler CCD-Sensor ist erforderlich, um die Bildqualit\u00e4t zu erreichen, die von einer kleinen Luftbildkamera erwartet wird. Zum Vergleich: Consumer-Kameras oder Handy-Kameras verwenden sehr kleine Sensoren mit winzigen Pixeln und basieren auf CMOS-Technologie, die nicht die f\u00fcr UAV-Anwendungen erforderliche Qualit\u00e4t erreichen kann.<\/p>\n

    Hohe Aufl\u00f6sung<\/strong><\/h2>\n

    Hochaufl\u00f6sende Sensoren sind erforderlich, um den f\u00fcr ein Luftbild notwendigen Detaillierungsgrad zu erreichen. Kameras mit h\u00f6herer Aufl\u00f6sung ben\u00f6tigen kein Zusammensetzen mehrerer Bilder mit geringer Aufl\u00f6sung, um die gleiche geographische Fl\u00e4che abzudecken. Image Stitching erfordert mehrere Bildmanipulationen, um die richtige Farbbalance \u00fcber alle Bilder herzustellen, die durch verschiedene Lichtempfindlichkeiten jeder Kamera uneinheitlich war, und auch Pan-Sharpening-Techniken, um die unterschiedliche Sch\u00e4rfe der einzelnen Bilder auszugleichen. Das Endergebnis kann ein Bild mit geringerer Qualit\u00e4t als von einem Einzel-CCD-Sensor mit hoher Aufl\u00f6sung sein.
    \nEin Vorteil h\u00f6herer Aufl\u00f6sung ist, dass Flugbahnen mit gr\u00f6\u00dferem Abstand zueinander gew\u00e4hlt werden k\u00f6nnen, um einen Zielbereich zu erfassen. Dies f\u00fchrt zu geringeren Kosten und betrieblichen Vorteilen. Au\u00dferdem k\u00f6nnen Missionen in gr\u00f6\u00dferer H\u00f6he geflogen werden und dennoch den gleichen Detaillierungsgrad erzielen, der f\u00fcr taktische Einsch\u00e4tzungen ben\u00f6tigt wird – ein Vorteil bei verdeckten Operationen.<\/p>\n

    Zuverl\u00e4ssige Kamera-Ausl\u00f6ser<\/strong><\/h2>\n

    Elektronische Ausl\u00f6ser sind zu bevorzugen, da mechanische Ausl\u00f6ser einen Mechanismus verwenden, der fr\u00fchzeitig versagen kann. Zuverl\u00e4ssigkeit ist entscheidend bei UAV-Anwendungen, da gescheiterte milit\u00e4rische Missionen erhebliche Kosten verursachen oder fatale Folgen f\u00fcr Truppen auf dem Schlachtfeld haben k\u00f6nnen.
    \nEin Global Shutter ist erforderlich, da dieser Verschluss Bildverzerrung vermeidet. Sie wird durch einen Unterschied in der Belichtungszeit zwischen der ersten und der letzten Zeile des Pixelarrays auf dem Kamerasensor verursacht.
    \nBei Verschl\u00fcssen, die nicht opak genug sind, um alles Licht zu blockieren, k\u00f6nnen Schlieren auftreten. Wenn ein Sensor einen schlechten Verschluss hat, kann helles Licht vor Beginn der Bildintegration in die Pixel austreten, die Pixelaufnahmen mit Elektronen auff\u00fcllen und dadurch einen hellen Streifen \u00fcber einem hellen Abschnitt des Bildes verursachen. Wenn dieser gleiche helle Bereich die Pixel s\u00e4ttigt, kann ein Schleier nach unten im Bild zu sehen sein, da diese Pixel in die Sensor-Schieberegister \u00fcberlaufen, wenn das Bild ausgetaktet wird. Das Endergebnis ist ein Streifen unter dem hellen Bereich. Bei Kombination k\u00f6nnen diese Artefakte zu einem wei\u00dfen Blooming-Effekt einer ganzen Pixelspalte f\u00fchren.<\/p>\n

    Bildformat<\/strong><\/h2>\n

    Bilder m\u00fcssen im RAW-Format erfasst werden. Eine RAW-Bilddatei enth\u00e4lt den am geringsten bearbeiteten Output des Bildsensors einer Digitalkamera. Dadurch sehen Sie exakt, was die Kamera sieht, ohne Informationen durch die Bearbeitung zu verlieren. RAW-Bilder erm\u00f6glichen hohe Flexibilit\u00e4t, da Benutzer Helligkeit, Kontrast, Sch\u00e4rfe und andere Variable bei der Bildanalyse pr\u00e4zise steuern k\u00f6nnen und dies nicht bereits bei der Aufnahme erfolgen muss. RAW-Bilddateien haben 12 oder 14 Bits Helligkeitsinformation pro Pixel, JPEG-Bilder dagegen nur 8 Bit pro Pixel, und k\u00f6nnen aufgrund der zus\u00e4tzlichen Informationen, die jeder Bildpunkt enth\u00e4lt, feinere Details darstellen.<\/p>\n

    Gestochen scharfe Bilder<\/strong><\/h2>\n

    Das System muss scharfe Bilder in jedem einzelnen Flugzustand garantieren. Die Umgebungsbedingungen k\u00f6nnen von Mission zu Mission stark unterschiedlich sein und vor allem das Licht ist unvorhersehbar.
    \nSchlechteres Licht erfordert l\u00e4ngere Belichtungszeiten, um Bilder hoher Qualit\u00e4t mit der Kamera aufzunehmen. Dies f\u00fchrt jedoch zu einer Unsch\u00e4rfe im Bild, da sich das UAV konstant bewegt.\u00a0 Eine hochempfindliche Kamera erm\u00f6glicht kurze Belichtungszeiten, ohne dass die Bildqualit\u00e4t verloren geht. Selbst unter schwierigen Lichtbedingungen entstehen so garantiert scharfe Bilder.<\/p>\n

    Geringes Rauschen<\/strong><\/h2>\n

    Die Empfindlichkeit einer Kamera h\u00e4ngt von dem minimalen Lichtsignal ab, das ein Sensor noch erkennt. Dieser Parameter wird stark von dem Rauschen in einem Bild beeinflusst. Kameras, die unter schwierigen Lichtbedingungen wie UAV-Anwendungen arbeiten m\u00fcssen, m\u00fcssen ein minimales Rauschen aufweisen, um die Lichterfassung des Sensors zu maximieren. Das Rauschen der Kamera setzt der Kameraempfindlichkeit eine ultimative Grenze. Digitalkameras werden deshalb h\u00e4ufig anhand ihres verschiedenen Rauschens verglichen, da Rauschen aus verschiedenen Quellen kommen kann. Eine hochempfindliche, rauscharme Kamera eignet sich am besten f\u00fcr UAV-Anwendungen.<\/p>\n

    Schnelle Bildraten<\/strong><\/h2>\n

    \u00c3\u0153berragende Kameras sollten die h\u00f6chsten Bildraten f\u00fcr die gew\u00fcnschte Aufl\u00f6sung bieten. Das Abbilden einer Szene beinhaltet die Aufnahme mehrere Bilder, die dann zusammengef\u00fcgt werden. Die Bilderfassung mit h\u00f6herer Bildrate bietet mehr Flexibilit\u00e4t bei der Bestimmung der \u00c3\u0153berlappung zwischen aneinandergrenzenden Bildern, da mehr Bilder bei gegebener Fluggeschwindigkeit aufgenommen werden k\u00f6nnen. Mit dem Parameter, wie schnell die Kamera Bilder erfassen kann, muss der Flugsteuerungsrechner die Geschwindigkeit des UAVs bestimmen. Bei vergleichbaren Werten von Flugh\u00f6he und Sichtfeld kann das UAV mit einer Kamera mit schnellerer Bildrate auch schneller fliegen. Es fliegt k\u00fcrzer und hat ein geringeres Risiko, entdeckt zu werden.
    \nHohe Aufl\u00f6sung und hohe Bildraten m\u00fcssen bei Digitalkameras oft gegeneinander abgewogen werden.
    \nSpezielle Bildsensoren, die weit mehr leisten als vergleichbare Consumer-Produkte sind erforderlich, um sowohl hohe Bildraten als auch hohe Aufl\u00f6sung zu erreichen. Schlie\u00dflich kann auch die Daten-Schnittstelle der Kamera die Aufl\u00f6sung und Bildraten f\u00fcr UAV-Anwendungen begrenzen, da das Datenvolumen aus der Kamera rechtzeitig zu den anderen missionskritischen Komponenten transportiert werden muss.<\/p>\n

    Flexibilit\u00e4t<\/strong><\/h2>\n

    Die Flexibilit\u00e4t des Systems ist besonders wichtig, um die Leistung des UAV individuell zu gestalten und die Kosten unter Kontrolle halten. Dies erfordert die M\u00f6glichkeit, Kameras und Objektive f\u00fcr eine Vielzahl von Missionskriterien austauschen zu k\u00f6nnen. Wie bereits erw\u00e4hnt, kann die Flexibilit\u00e4t durch die Verwendung von Standard-Schnittstellen erreicht werden, die in Verbindung mit einer gemeinsamen Software-Architektur eine Reihe von Kameras unterst\u00fctzt. Dies erm\u00f6glicht den Austausch von Kameras, ohne die Steuersoftware jedes Mal neu programmieren zu m\u00fcssen, wenn Verbesserungen erfolgen oder eine andere Kamera-Architektur erforderlich ist. Das ist sehr n\u00fctzlich f\u00fcr kleine und mittlere Unternehmen, die mit einer breiten Palette von Anwendungen arbeiten und dabei versuchen, ihre Betriebskosten zu senken.<\/p>\n

    Standard-Datenschnittstelle<\/strong><\/h2>\n

    Um einen schnellen Transfer der Bilddaten zu erm\u00f6glichen, muss die Kamera mit einer Hochgeschwindigkeits-Datenschnittstelle ausger\u00fcstet sein. Eine Daten-Schnittstelle nach Industriestandard erm\u00f6glicht ein Mischen von Modulen, die jeweils eine bestimmte Funktion erf\u00fcllen, z. B. Flug-Computer, Bildspeicher, die Kommunikation mit der Bodenstation, um nur einige zu nennen. Das UAV erfordert effiziente M\u00f6glichkeiten, die gro\u00dfen Datenmengen, die hochaufl\u00f6sende Kameras der neusten Generation erzeugen, zu extrahieren, verarbeiten, analysieren, speichern und verteilen.
    \nGigabit Ethernet ist eine Netzwerktechnologie, die ideal f\u00fcr UAV-Anwendungen ist und heutzutage weit verbreitet genutzt wird. Zuk\u00fcnftige Systeme werden vielleicht mit schnelleren Varianten (10 Gigabit Ethernet) arbeiten, wenn der Wettlauf zu noch h\u00f6heren Kameraaufl\u00f6sungen und gesteigerten Systemf\u00e4higkeiten so weitergeht.\u00a0 Kleinere UAV-Anwendungen k\u00f6nnen sich mit einem einfachen Bordcomputer mit USB-Bus zur Kommunikation mit Peripherie wie Kameras zufrieden geben, insbesondere durch Nutzung von USB 3.0, dessen Datendurchsatz den von Gigabit Ethernet \u00fcbertrifft.<\/p>\n

    Robuste Konstruktion<\/strong><\/h2>\n

    UAVs stellen eine anspruchsvolle Betriebsumgebung f\u00fcr Digitalkameras dar. Sie m\u00fcssen robust genug sein, St\u00f6\u00dfe und Vibrationen des Flugbetriebs zu \u00fcberstehen. Sie m\u00fcssen auch leicht und kompakt sein, um die Nutzlast des Flugzeugs zu reduzieren. Diese strengen Voraussetzungen k\u00f6nnen bis ins Extreme versch\u00e4rft werden und zur Nutzung von Komponenten f\u00fchren, die milit\u00e4rischen Anforderungen gen\u00fcgen. Die Kosten milit\u00e4risch genutzter UAVs sind um ein Vielfaches h\u00f6her als der Wert, der bei zivilen Anwendungen bereits als unwirtschaftlich gilt. F\u00fcr zivile Anwendungen reichen kommerzielle Kameras, die robust und kompakt konstruiert sind, normalerweise aus. Selbst bei milit\u00e4rischer Ausr\u00fcstung geht der Trend wo m\u00f6glich zu kommerziellen Standardl\u00f6sungen, da die Milit\u00e4rs weltweit mit kleineren Budgets zurechtkommen m\u00fcssen. Gute kommerzielle Kameras haben daher auch in einigen milit\u00e4rischen UAVs eine Chance.<\/p>\n

    Objektiv-Optionen<\/strong><\/h2>\n

    Die h\u00f6here Aufl\u00f6sung der Kameras ist eine Herausforderung f\u00fcr Objektivhersteller, die entsprechende Leistung f\u00fcr die h\u00f6heren Aufl\u00f6sungen bringen m\u00fcssen. Verbesserungen der Kameratechnologie erfordern \u00e4quivalente Verbesserungen der Objektive. Bei steigender Kameraaufl\u00f6sung werden Verzerrungen oder Abbildungsfehler im Glas bei Objektiven schlechter Qualit\u00e4t viel offensichtlicher. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass ein Objektivhersteller hochwertiges Glas f\u00fcr Objektive verwendet, die an hochaufl\u00f6senden Kameras verwendet werden. Der Objektivanschluss einer Kamera sollte eine gro\u00dfe Auswahl von Qualit\u00e4tsobjektiven aufnehmen k\u00f6nnen. Scharfstellen, Blendeneinstellung und Zoomfunktion sollten direkt in der Kamera erfolgen, damit diese Einstellungen entweder automatisch oder ferngesteuert durchgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen, wenn sich die Bedingungen w\u00e4hrend der Mission \u00e4ndern.<\/p>\n

    Lumenera Lg11059 Kamera<\/strong><\/h2>\n

    Die Lg11059 ist eine 11 Megapixel-Kamera mit 5 fps bei einer Aufl\u00f6sung von 4008 x 2672. Diese industrietaugliche Kamera mit 35 mm hochaufl\u00f6sendem CCD-Sensor und einem vollst\u00e4ndig integrierten Canon EF-Objektiv-Controller ist die ideale L\u00f6sung f\u00fcr anspruchsvolle Umgebungen wie UAVs. Ein vollst\u00e4ndig elektronischer Global Shutter nimmt eine Momentaufnahme zu einem bestimmten Zeitpunkt, zu dem alle Zeilen gleichzeitig und nach quasi identischer Belichtungszeit erfasst werden, was zu einer absolut scharfen High-Speed-Aufnahme f\u00fchrt.
    \nDie Lg11059 Kamera nutzt ihren qualitativ hochwertigen CCD-Sensor maximal aus und liefert entweder lebendige Farben oder sehr empfindliche Tageslicht- und nahe IR Monochrom-Bilder. Volles Streaming von nicht komprimiertem Video und Fotos werden \u00fcber unsere Standard-API-Schnittstelle oder \u00fcber die GigE Vision-Schnittstelle einfach gesteuert. Mit einer Region von Interesse und Binning-Modi kann die Kamera mit schnelleren Bildraten (14 fps bei 640 x 480 Aufl\u00f6sung) arbeiten, w\u00e4hrend sie nur die ben\u00f6tigten Bilddaten liefert. Die Synchronisation der Bilderfassung erfolgt \u00fcber einen Hardware- oder Software-Trigger und wird von 32 MB Speicher an Bord f\u00fcr Bildspeicherung erg\u00e4nzt, um die Bereitstellung der Bilder zu gew\u00e4hrleisten.
    \nDas robuste und kompakte Design der Lg11059, die 76,2 x 76,2 x 82,6 mm misst, macht sie ideal zur Installation in kompakten Systemen, in denen es auf kleine Baugr\u00f6\u00dfe ankommt. Die voll verriegelte Gigabit-Ethernet-Verkabelung, Netzanschluss und digitale I\/O-Schnittstelle sorgen f\u00fcr eine einfache Plug-and-Play-Installation und minimieren das Kabelwirrwarr an der Kamera auf ein Standardkabel. Vereinfachte I\/O-Verkabelung durch einen verriegelten Hirose-Stecker, der 4 Ausg\u00e4nge und 3 Eing\u00e4nge unterst\u00fctzt, die automatisch oder manuell durch Software gesteuert werden k\u00f6nnen. Die Verwendung verriegelter Anschl\u00fcsse gew\u00e4hrleistet zuverl\u00e4ssigen Betrieb selbst bei starken Vibrationen. Die Kamera ist frei von Ventilatoren oder K\u00fchll\u00f6chern, was die Zuverl\u00e4ssigkeit weiter steigert.<\/p>\n

    SDK-Anwendung<\/strong><\/h2>\n

    Das Lumenera Camera SDK bietet eine vollst\u00e4ndige Suite von Features und Funktionen, mit der Sie die Leistung Ihrer Kamera innerhalb Ihrer Anwendung maximieren k\u00f6nnen. Das SDK ist kompatibel mit allen USB- und GigE-Kameras. Microsoft DirectX\/DirectShow, Windows API und .NET API Schnittstellen stehen zur Verf\u00fcgung und erm\u00f6glichen Ihnen Anwendungsentwicklung in Entwicklungsumgebungen wie C\/C++, VB.NET oder C#.NET. Volle IntelliSense Auto-Vervollst\u00e4ndigung und Dokumentation wird mit der .NET API-Schnittstelle zur Verf\u00fcgung gestellt und durch ein vollst\u00e4ndiges API-Handbuch erg\u00e4nzt, das s\u00e4mtliche Funktionen und Eigenschaften der Kamera beschreibt.<\/p>\n

    Kamera Highlights<\/strong><\/h2>\n
      \n
    • 11-Megapixel-Kamera, mit 5 fps bei voller Aufl\u00f6sung (4008 x 2672)<\/li>\n
    • Lebendige Farben, hohe Lichtempfindlichkeit, monochrome NIR Bilder<\/li>\n
    • Full-Streaming von unkomprimierten Videos und\u00a0 Standbild-Erfassung<\/li>\n<\/ul>\n

      Download Artikel (pdf) Ver\u00f6ffentlichung: SPS Magazin<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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