Projekt RAiCe: Modulationsübertragungsfunktion der Panoramakameras

Abstract

Im Rahmen der internen DLR-Projekte „Remote Airport Tower Operation Research“ (RApTOR) und „Remote Airport Traffic Control Center“ (RAiCe) wurde von 2004 bis 2012 ein System zur Fernüber-wachung von kleinen Flughäfen entwickelt und in Kooperation mit der Deutschen Flugsicherung DFS eine erste mehrtägige Validierungskampagne (passive shadow mode test) durchgeführt. Die erwartete Qualität und Performance des RTO-Systems als operationelle Arbeitsumgebung im Vergleich zur konventionellen Tower-Arbeitsumgebung ist wesentlich durch die technischen Parameter Videoframe-rate, digitale (Pixel-) Auflösung (Nyquist-Abtastgrenze bzgl. Ortsfrequenz) und Modulationsübertra-gungsfunktion (MTF, Kontrast als Funktion der Ortsfrequenz) bestimmt. In vorangegangenen Veröffentlichungen wurde lediglich auf die digitale Auflösung (Nyquist-Grenze) bzw. System-Winkelauflösung im Vergleich zur maximalen Winkelauflösung (1/60°) der menschlichen Wahrnehmung Bezug genommen. Es ist klar, dass dies zu einer zu optimistischen theoretischen Be-urteilung des Systems führt, da bei allen optischen abbildenden Systemen der Kontrast bis zur Nyqu-ist-Grenze stark abfällt. Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, eine erste Quantifizierung des Remote Tower Videopanoramasystems bzgl. ihrer MTF zu liefern. Zu diesem Zweck wurde eine Labor-Messumgebung realisiert, um mittels spezieller Standard-Vorlagen und kommerzieller Software für die zwei bislang zum Einsatz gekommenen digitalen Videokamerasysteme und zusätzlich eine Schwarz-Weiss-Kamera deren MTF zu bestimmen. Nach einer Einführung in die theoretischen Grundlagen wird der Messaufbau beschrieben und anschließend die Messergebnisse präsentiert und diskutiert. Zum Vergleich unterschiedlicher Videokameraobjektive werden die gemessenen MTF-50 Ortsfre-quenzen (Ortsfrequenz mit 50% Kontrastabnahme) herangezogen.