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Unterabschnitte

3.7 Ergebnisse

Die Simulation der Drehungen wurde mit zwei verschiedenen Musterradien durchgeführt, um beurteilen zu können, wie stark die Meßbarkeit der Torsion vom gewählten Muster abhängt. Dazu wurde einerseits ein Muster auf einem Radius von 80 Pixeln verwendet. Dieses Muster hatte in Bezug auf die Torsionsmessung mittlere Qualität.

Andererseits wurde im untersuchten Segment dasjenige Muster gesucht, dessen Autokorrelationsfunktion die geringste Halbwertsbreite des Maximums aufwies. Dies war der Fall für das Muster am Radius 132 Pixel. Auch für dieses Muster wurden die Simulationsrechnungen durchgeführt.

3.7.1 Qualitative Beurteilung

Die Effekte der Bewegungsunschärfe lassen sich gut erkennen, wenn man die bei verschiedenen Augengeschwindigkeiten berechneten Muster nebeneinanderstellt (Abbildungen 3.3 und 3.4). Deutlich zu erkennen ist, daß die Effekte bei den beiden verschiedenen Bewegungsrichtungen recht unterschiedlich ausfallen, ebenfalls gut zu sehen ist, daß nahezu alle charakteristischen Eigenschaften des untersuchten Musters schon bei relativ geringen Winkelgeschwindigkeiten verschwinden. Zu sehen ist das besser geeignete Muster bei einem Radius von 132 Pixeln.


  
Abbildung: Veränderung des Musters bei Bewegungen senkrecht zur Musterrichtung. Ganz oben das unbewegte Auge, darunter 50, 100, 150, 200, 250 und 300/s Drehgeschwindigkeit. Zu sehen ist das Muster mit einem Radius von 132 Pixeln.
\includegraphics[width=13cm]{Bilder/th_muster.eps}


  
Abbildung: Veränderung des Musters bei Bewegungen parallel zur Musterrichtung. Ganz oben das unbewegte Auge, darunter 50, 100, 150, 200, 250 und 300/s Drehgeschwindigkeit. Zu sehen ist das Muster mit einem Radius von 132 Pixeln.
\includegraphics[width=13cm]{Bilder/ph_muster.eps}

Die Mechanismen, die zur Verschmierung der Muster führen, lassen sich an den Abbildungen 3.5 und 3.6 gut erkennen. Aufgezeichnet sind die Bereiche der Iris, die unter dem ausgelesenen Teil des Bildes während der Belichtungszeit hindurchwandern.


  
Abbildung 3.5: Bereich der Iris, der bei einer Augengeschwindigkeit von 300/s in horizontaler Richtung zu einer Aufnahme des Irismusters an der Stelle des mittleren Bogens beiträgt. Die beiden Kreise sind der Rand der Pupille (links) und der Rand der Iris (rechts) wie in Abbildung 1.8 auf Seite [*].
\includegraphics[width=10cm]{Bilder/eff_hor.eps}


  
Abbildung 3.6: Bereich der Iris, der bei einer Augengeschwindigkeit von 300/s in vertikaler Richtung zur Aufnahme des Irismusters beiträgt. Wie gut zu sehen ist, tragen fast nur die Muster eines bestimmten Radius zur Aufnahme bei, allerdings wird das Muster bei der Aufnahme in tangentialer Richtung stark verschmiert. Zur besseren Verdeutlichung dieses Effektes sind in dem kleinen Kasten die Muster für eine Winkelgeschwindigkeit von 2000/s aufgezeichnet.
\includegraphics[width=10cm]{Bilder/eff_ver.eps}

3.7.2 Quantifizierung

Wie nach Studium der Verschmierung kaum anders zu erwarten, fallen die Ergebnisse der Simulationen für die Praxis nicht besonders erfreulich aus.

Es zeigt sich, daß die maximale Drehgeschwindigkeit, bei der Messungen der Torsion noch möglich sind, recht stark von der Qualität des anfänglich ausgesuchten Musters abhängt. Während bei dem Muster mittlerer Qualität schon ab etwa 50/s Drehgeschwindigkeit keine fehlerfreie Messung mehr möglich ist, läßt sich mit dem Muster geringer Halbwertsbreite bei etwa der doppelten Geschwindigkeit noch sauber messen. Insgesamt aber liegen bei beiden Mustern die Fehler in der Torsionsmessung, die allein aufgrund der Bewegungsunschärfe auftreten, bei üblichen physiologischen Geschwindigkeiten erheblich zu hoch.


 
Tabelle 3.1: Tabelle der Grenzgeschwindigkeiten in Grad pro Sekunde, bei denen der Fehler in der Torsionsmessung bei Nulltorsion bereits über der Fehlerschwelle liegt. Die erste Zahl ist die Grenzgeschwindigkeit für Bewegungen senkrecht zur Musterrichtung, die zweite für Bewegungen parallel zur Musterrichtung.
Fehlerschwelle Muster 1 (80 Pixel) Muster 2 (132 Pixel)
0.085 30/30 70/70
0.17 50/50 120/70
0.34 50/50 190/70
 


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1999-04-24