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3D printing of colored micro-optics
(2023) Aslani, Valese; Toulouse, Andrea; Schmid, Michael; Giessen, Harald; Haist, Tobias; Herkommer, Alois
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3D-Linienraster für die optische Formaufzeichnung
(1996) Haist, Tobias
Innerhalb der optischen Messtechnik ist es oft nötig, Intensitätsmuster auf die zu vermessenden Objekte zu projizieren. Mit herkömmlichen Abbildungen ergeben sich bei sehr tiefen Objekten Probleme aufgrund der begrenzten Tiefenschärfe. Holographische Projektionen umgehen diese Einschränkung. In der Arbeit wird untersucht, in wieweit computergenerierte Hologramme basierend auf Flüssigkristall-Displays (LCD) für diesen Zweck eingesetzt werden können. Unterschiedliche Algorithmen und LCDs werden untersucht. Eine dreidimensionale Verallgemeinerung des Gerchberg-Saxton-Algorithmus wird dargestellt. Simulationen zur Nutzung der geometrischen Phase (Pancharatnam Phase) um die Phasenmodulationseigenschaften der LCDs zu verbessern werden beschrieben.
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Autonomes Fahren: Eine kritische Beurteilung der technischen Realisierbarkeit
(2016) Haist, Tobias
In dieser kurzen Übersicht werde ich darstellen, warum in absehbarer Zukunft vollautonomes Fahren in ausreichender Qualität nicht technisch realisierbar sein wird. Entscheidend ist dabei, dass für eine nicht vernachlässigbare Anzahl an Situationen ein vergleichsweise gutes Szenenverständnis notwendig ist und wir beim Stand der Technik keine Idee haben, wie dieses Szenenverständnis realisierbar ist.
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Black box : an implementation using lasers, smoke and fluorescence
(2009) Haist, Tobias; Knoll, Ralf; Lorenz, Andreas
We present the optical implementation of the board game "black box" using a laser, fluorescence and smoke.
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Depth from axial differential perspective
(2022) Faulhaber, Andreas; Krächan, Clara; Haist, Tobias
We introduce an imaging-based passive on-axis technique for measuring the distance of individual objects in complex scenes. Two axially separated pupil positions acquire images (can be realized simultaneously or sequentially). Based on the difference in magnification for objects within the images, the distance to the objects can be inferred. The method avoids some of the disadvantages of passive triangulation sensors (e.g., correspondence, shadowing), is easy to implement and offers high lateral resolution. Due to the principle of operation it is especially suited for applications requiring only low to medium axial resolution. Theoretical findings, as well as follow-up experimental measurements, show obtainable resolutions in the range of few centimeters for distances of up to several meters.
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Design and realization of a miniaturized high resolution computed tomography imaging spectrometer
(2023) Amann, Simon; Haist, Tobias; Gatto, Alexander; Kamm, Markus; Herkommer, Alois
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Farbkodierte objektangepasste Streifenprojektion für die schnelle 2D- und 3D-Qualitätsprüfung
(2002) Haist, Tobias; Tiziani, Hans J.
Die Kontrolle von Werkstücken hinsichtlich ihrer dreidimensionalen Geometrie und ihrer Oberflächencharakteristik ist von entscheidender Bedeutung für die automatisierte industrielle Produktion. Vorgestellt wird ein schnelles und robustes Einzelbildverfahren das es gestattet, gleichzeitig die Topographie zu kontrollieren und ein Videobild des Werkstückes zu generieren. Hierzu wird eine objektangepasste Streifenprojektion mit einer farbkodierten Maske verwendet. Zur Detektion können preiswerte Einzelchip Farbkameras zum Einsatz kommen. Das Verfahren erzielt eine vergleichsweise gute 3D-Auflösung von 1/4000 bei einer hohen lateralen 2D- und 3D-Auflösung und ist weitgehend unempfindlich gegen lokale Verschmutzungen und Variation der Beleuchtung.
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Field evaluation of a novel holographic single-image depth reconstruction sensor
(2023) Hartlieb, Simon; Schober, Christian; Haist, Tobias; Reichelt, Stephan
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Holographic wide-angle system for deformation measurement of extended structures
(2022) Guerra, Flavio; Wilhelm, Philipp; Haist, Tobias
We introduce a holographic wide angle system that combines the accuracy of a long focal length with the extended field of view of a wide angle lens. To accomplish this, we use a computer-generated hologram (CGH) in front of the lens to diffract light from (a discrete number of) specific angular locations. This method is tested in laboratory conditions, as well as under real-world conditions. This measurement system was developed as a possible tool for real-time movement tracking and control of extended dynamic structures, such as bridges and high-rise buildings. Within that application, the obtained measurement uncertainty is 10 μm in object space at 10 m distance spanning 10 m width.
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Iterative nonlinear joint transform correlation for the detection of objects in cluttered scenes
(1999) Haist, Tobias; Tiziani, Hans J.
An iterative correlation technique with digital image processing in the feedback loop for the detection of small objects in cluttered scenes is proposed. A scanning aperture is combined with the method in order to improve the immunity against noise and clutter. Multiple reference objects or different views of one object are processed in parallel. We demonstrate the method by detecting a noisy and distorted face in a crowd with a nonlinear joint transform correlator.
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Optical detection of random features for high security applications
(1998) Haist, Tobias; Tiziani, Hans J.
Optical detection of random features in combination with digital signatures based on public key codes in order to recognise counterfeit objects will be discussed. Without applying expensive production techniques objects are protected against counterfeiting. Verification is done offline by optical means without a central authority. The method is applied for protecting banknotes. Experimental results for this application are presented. The method is also applicable for identity verification of a credit- or chip-card holder.
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Optische Phänomene in Natur und Alltag
(2018) Haist, Tobias
Dieses eBook soll Ihnen helfen, optische Phänomene in Natur und Alltag zu sehen und diese zu verstehen. Es ist als Begleitung (Skript) zur Vorlesung "Optische Phänomene" am Institut für Technische Optik der Universität Stuttgart entstanden. Hauptzielgruppe sind daher Studenten der Physik, des Maschinenbaus und des Studium Generale.
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Optische Phänomene in Natur und Alltag
(2007) Haist, Tobias
Dieses eBook soll Ihnen helfen, optische Phänomene in Natur und Alltag zu sehen und diese zu verstehen. Aus dem Inhalt: Fata Morgana, Sonnenverformung, Regenbogen, Heiligenschein, Seifenblasen, Glorien, Irisierung, Speckles, optische Effekte am Auge, optische Täuschungen, Moires, Perspektiven, Mach Effekt, Airlight, Oppositionseffekt, Halos, Schatteneffekte, Polarisationseffekte, Beugung, Nebelbögen, Schatteneffekte, Farbe , Streuung, Sonnenuntergang, blauer Himmel, Purpurlicht, Alpenglühen, Venusgürtel, Nebensonnen, Lichtsäulen, Wolken, Bildanhebung, Mirages, Luftspiegelungen, Retroreflexion, rote Augen, Lichtkreuze, Bravaisbogen, Umfüllaufgaben, dreidimensionales Sehen, Doppelbrechung, Auflösung, Korona, irisierende Wolken, Granulation (Speckles), Kerze, Blitze, Glühbirnen, Neonröhren, Kugelblitze, Irrlichter, Feuerwerkskörper, Fluoreszenz, Phoshoreszenz, Biolumineszenz, Thompson Effekt, Pulfrich Effekt, Mondillusion, Mehrdeutigkeit, Kantendetektion, laterale Inhibition, Ouchi Illusion, Antigravitationshügel, simultaner Helligkeitskontrast, Zöllner Illusion, Müller-Lyer Illusion, Hering Täuschung
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Optische Phänomene in Natur und Alltag
(2009) Haist, Tobias
Dieses eBook soll Ihnen helfen, optische Phänomene in Natur und Alltag zu sehen und diese zu verstehen. Es ist als Begleitung (Skript) zur Vorlesung Optische Phänomene'' am Institut für Technische Optik der Universität Stuttgart entstanden. Hauptzielgruppe sind daher Studenten der Physik, des Maschinenbaus und des Studium Generales. Aus dem Inhalt: Fata Morgana, Sonnenverformung, Regenbogen, Heiligenschein, Seifenblasen, Glorien, Irisierung, Speckles, optische Effekte am Auge, optische Täuschungen, Moires, Perspektiven, Mach Effekt, Airlight, Oppositionseffekt, Halos, Schatteneffekte, Polarisationseffekte, Beugung, Nebelbögen, Schatteneffekte, Farbe , Streuung, Sonnenuntergang, blauer Himmel, Purpurlicht, Alpenglühen, Venusgürtel, Nebensonnen, Lichtsäulen, Wolken, Bildanhebung, Mirages, Luftspiegelungen, Fata Morgana, Retroreflexion, rote Augen, Seifenblasen, Interferenz, Beugung, Lichtkreuze, Bravaisbogen, Umfüllaufgaben, dreidimensionales Sehen, Polarisation, Doppelbrechung, Auflösung, Korona, Glorie, irisierende Wolken, Granulation (Speckles), Kerze, Blitze, Glühbirnen, Neonröhren, Kugelblitze, Irrlichter, Feuerwerkskörper, Fluoreszenz, Phoshoreszenz, Biolumineszenz, Thompson Effekt, Pulfrich Effekt, Mondillusion, Mehrdeutigkeit, Kantendetektion, laterale Inhibition, Ouchi Illusion, Antigravitationshügel, simultaner Helligkeitskontrast, Zöllner Illusion, Müller-Lyer Illusion, Hering Täuschung
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Positioning of noncooperative objects using joint transform correlation combined with fringe projection
(1998) Haist, Tobias; Schönleber, Martin; Tiziani, Hans J.
Automated assembly and quality control require reliable systems for the detection of the position and orientation of complicated objects. Correlation methods are well suited, but they are affected by structured backgrounds, varying illumination conditions, and textured or dirty object surfaces. Using fringe projection to exploit the three-dimensional topography of objects, we improve the performance of a nonlinear joint transform correlator. Positioning of noncooperative objects with subpixel accuracy is demonstrated. Additionally, the tilt angle of an arbitrarily shaped object is measured by projecting object-adapted fringes that produce a homogeneous fringe pattern in the image plane. An accuracy of better than one degree is achieved.
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Technology selection for inline topography measurement with rover-borne laser spectrometers
(2024) Ryan, Conor; Haist, Tobias; Laskin, Gennadii; Schröder, Susanne; Reichelt, Stephan
This work studies enhancing the capabilities of compact laser spectroscopes integrated into space-exploration rovers by adding 3D topography measurement techniques. Laser spectroscopy enables the in situ analysis of sample composition, aiding in the understanding of the geological history of extraterrestrial bodies. To complement spectroscopic data, the inclusion of 3D imaging is proposed to provide unprecedented contextual information. The morphological information aids material characterization and hence the constraining of rock and mineral histories. Assigning height information to lateral pixels creates topographies, which offer a more complete spatial dataset than contextual 2D imaging. To aid the integration of 3D measurement into future proposals for rover-based laser spectrometers, the relevant scientific, rover, and sample constraints are outlined. The candidate 3D technologies are discussed, and estimates of performance, weight, and power consumptions guide the down-selection process in three application examples. Technology choice is discussed from different perspectives. Inline microscopic fringe-projection profilometry, incoherent digital holography, and multiwavelength digital holography are found to be promising candidates for further development.
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Two polarization-based games
(2008) Haist, Tobias
For pupils and students, polarization is a rather difficult topic lacking the vividness of most other optical phenomena. Direct observation of polarization is not really possible and, therefore, motivation to understand polarization is often not very high. It is intimating to try to raise motivation by surprising demonstrations. Apart from the well known experiments (two or three polarizers in series, strain measurement by birefringence, polarizers in photography, just to name a few) I tried raising interest by using polarization-based games.