Design and implementation of a passive stereo infrared imaging system for the surface reconstruction of water waves [Elektronische Ressource] / presented by Volker Hilsenstein

Dissertationsubmitted to theCombined Faculties for the Natural Sciences and for Mathematicsof the Ruperto-Carola University of Heidelberg, Germanyfor the degree ofDoctor of Natural Sciencespresented byDiplom-Physiker Volker Hilsensteinborn in Mannheim, GermanyOral examination: 5. May 2004Design and Implementation of a Passive Stereo-InfraredImaging System for the Surface Reconstruction of WaterWavesReferees: Prof. Dr. Bernd J˜ahneProf. Dr. Kurt RothZusammenfassungEinequantitativeBeschreibungderAustauschprozessezwischenOzeanundAtmosphare˜erfordert ein Verstandnis des Ein usses von Wellen auf diese Prozesse. Diese Arbeit˜stellteinbildgebendes,passivesInfrarot-StereokamerasystemzurRekonstruktionwellen-bewegter Wasserober ac˜ hen vor. Da keine Lichtquelle unterhalb der Wasserober ˜achebenotigt wird, ist das System feldgangig. Zunachst werden bestehende Verfahren zur˜ ˜ ˜WellenvisualisierungbesprochenunddieHauptproblemederstereo-photogrammetrischenRekonstruktion von Wasserober achen herausgearbeitet: Transparenz, unzureichende˜Bildstruktur und spiegelnde Re ektion. Es wird aufgezeigt, da… sich durch Bildauf-nahme im infraroten Wellenlangenbereich viele dieser Probleme vermeiden lassen. Nach˜einerWiederholungderInfrarotradiometriewerdendiewichtigstenKomponentenderaufdemStereoprinzipberuhendenOber achenrekonstruktionerlautert: Kamerakalibration,˜ ˜Epipolargeometrie sowie Disparit˜atssuche.