Parameterschätzung und Cramér-Rao-Schranken bei der berührungslosen Temperaturmessung
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Eine Herausforderung bei der berührungslosen Temperaturmessung an metallischen Oberflächen ist der veränderliche Emissionsgrad. Erschwerend kommt hinzu, dass dieser Emissionsgrad meistens unbekannt und nur schwer bestimmbar ist. Dieser Beitrag zeigt eine Methode auf, wie man aus Messdaten einer Multispektralkamera die Temperatur eines Objektes mit geringer Unsicherheit schätzen kann, ohne dabei den Emissionsgrad explizit zu kennen. Es werden zwei Modelle für den Emissionsgrad hinsichtlich ihrer Modellfehler bei der Temperaturmessung vergleichend untersucht. Basierend auf diesen Modellen und dem Planck?schen Strahlungsgesetz ergibt sich jeweils ein Separable Least-Squares-Problem über das die Objekttemperatur geschätzt werden kann. Dabei kann es sinnvoll sein, den unbekannten spektralen Emissionsgrad über einen mittleren Emissionsgrad in den Modellen zu berücksichtigen. Weiters werden die Cramér-Rao-Schranken für die Temperaturschätzung angegeben und mit realen Messdaten und Simulationen verifiziert.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
Parameter estimation and Cramér-Rao lower bounds in non-contact temperature measurement
Englische Kurzfassung:
A challenge in non-contact temperature measurement of metallic surfaces is the typically unknown and variable emissivity of the object which is needed to accurately estimate temperature. This article discusses a temperature estimation method from data of a multispectral camera without explicitely knowing the spectral emissivity. Two different models of emissivity are discussed. Based on these models and planck?s radiation law, a separable least squares problem results. It may be useful to model the unknown emissivity by an average emissivity. Furthermore, the Cramér-Rao lower bounds for temperature estimation are giveb and verified with measurement data and simulations.
Forschungs-