Institut für Raumbezogene Informations- und Messtechnik
Hochschule Mainz - University of Applied Sciences

3D-Messtechnik

3D-Messtechnik liefert präzise geometrische Beschreibungen und ermöglicht das hochgenaue Positionieren, Ausrichten und Orientieren im dreidimensionalen Raum und in der Zeit.

Für Anwendungen der mobilen 3D-Messtechnik setzen wir modernste Lasertracker, Präzisionstachymeter, Motortheodolite, 3D-Laserscanner, 3D-Messgelenkarme und Industriekameras in Verbindung mit Eigenentwicklungen in Hard- und Software ein.

Unser Anwendungsspektrum reicht von sehr kleinen Objekten wie z.B. Prüfkörpern für die Nanotomographie über komplexe technische Bauteile hin zu größeren technischen Anlagen wie z.B. Großteleskopen, Antennen oder Teilchenbeschleunigern und Messkampagnen mit Bezug zu den globalen Referenzsystemenen wie z.B. bei der Einrichtung von Laserkommunikationseinheiten zu tieffliegenden Erdsatelliten.

Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Frank Boochs

Tel.: +49 6131-628-1432
Fax.: +49 6131-628-91432

Prof. Dr.-Ing. Jörg Klonowski

Tel.: +49 6131-628-1436
Fax.: +49 6131-628-91436

Prof. Dr.-Ing. Martin SchlĂĽter

Tel.: +49 6131-628-1440
Fax.: +49 6131-628-91440

Prof. Dr. Ing. Renate Czommer

Tel.: +49 6131-628-1439
Fax.: +49 6131-628-91439

Meldungen

Projekte

In dem Projekt werden monumentale römische Grabdenkmäler aus dem Trierer Raum umfassend aufgenommen, dokumentiert und soweit möglich, auch rekonstruiert, um sie in einem zweiten Sc…
In dem archäologischen Forschungsprojekt am Monte Bisenzio (Italien) verantwortet das i3mainz die messtechnischen Grundlagen und die nachhaltige Verwaltung der Forschungsdaten. In…

Publikationen

3D-Scanning und virtuelle 3D-Modelle zur UnterstĂĽtzung der Untersuchung und virtuellen Rekonstruktionen des Grabmals von Frankfurt am Main - Zeilsheim

2016

A. Cramer; G. Heinz; C. Justus; T. Reich

RTF

P. Fasold, A. Hampel, M. Scholz, M. Tabaczek, Der römische Bestattungsplatz von Frankfurt am Main - Zeilsheim. Grabbau und Gräber der provinzialen Oberschicht








Korrektur der Ellipsen-Exzentrizität im Kontext von Kamerakalibrierungen

2015

W. MORDWINZEW; B. Tietz; F. BOOCHS; D. PAULUS

RTF

Photogrammetrie, Laserscanning, Optische 3D-Messtechnik. Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2015

Dieser Beitrag befasst sich mit dem Einfluss der Zielmarkenexzentrizität während der Kamera-
Kalibrierung in Kombination mit verschiedenen Kalibrierkörpern. Zunächst wird
deren Einfluss auf die Resultate anhand numerischer Simulationen nachgewiesen. In diesen
Simulationen wird eine Erfassung des Einflusses der Exzentrizität auf Bildmessung, Objekt-
und Kamerageometrie angestrebt. Im zweiten Schritt wird eine Realkalibrierung mit
vergleichbarer Aufnahmekonfiguration durchgefĂĽhrt. Dabei werden Gemeinsamkeiten bzw.
Unterschiede der erreichten Ergebnisse diskutiert sowie eine mögliche Kompensation des
Einflusses in der Praxis erörtert.


Relevance of ellipse eccentricity for camera calibration

2015

W. MORDWINZEW; B. Tietz; F. BOOCHS; D. PAULUS

RTF

Proc. SPIE 9528, Videometrics, Range Imaging, and Applications XIII, 95280D

Plane circular targets are widely used within calibrations of optical sensors through photogrammetric set-ups. Due to this popularity, their advantages and disadvantages are also well studied in the scientific community. One main disadvantage occurs when the projected target is not parallel to the image plane. In this geometric constellation, the target has an elliptic geometry with an offset between its geometric and its projected center. This difference is referred to as ellipse eccentricity and is a systematic error which, if not treated accordingly, has a negative impact on the overall achievable accuracy. The magnitude and direction of eccentricity errors are dependent on various factors. The most important one is the target size. The bigger an ellipse in the image is, the bigger the error will be. Although correction models dealing with eccentricity have been available for decades, it is mostly seen as a planning task in which the aim is to choose the target size small enough so that the resulting eccentricity error remains negligible. Besides the fact that advanced mathematical models are available and that the influence of this error on camera calibration results is still not completely investigated, there are various additional reasons why bigger targets can or should not be avoided. One of them is the growing image resolution as a by-product from advancements in the sensor development. Here, smaller pixels have a lower S/N ratio, necessitating more pixels to assure geometric quality. Another scenario might need bigger targets due to larger scale differences whereas distant targets should still contain enough information in the image. In general, bigger ellipses contain more contour pixels and therefore more information. This supports the target-detection algorithms to perform better even at non-optimal conditions such as data from sensors with a high noise level.

In contrast to rather simple measuring situations in a stereo or multi-image mode, the impact of ellipse eccentricity on image blocks cannot be modeled in a straight forward fashion. Instead, simulations can help make the impact visible, and to distinguish critical or less critical situations. In particular, this might be of importance for calibrations, as undetected influence on the results will affect further projects where the same camera will be used. This paper therefore aims to point out the influence of ellipse eccentricities on camera calibrations, by using two typical calibration bodies: planar and cube shaped calibration. In the first step, their relevance and influence on the image measurements, object- and camera geometry is shown with numeric examples. Differences and similarities between both calibration bodies are identified and discussed. In the second step, practical relevance of a correction is proven in a real calibration. Finally, a conclusion is drawn followed by recommendations to handle ellipse eccentricity in the practice.


Knowledge guided object detection and identification in 3D point clouds

2015

A. Karmacharya; F. BOOCHS

RTF

Videometrics, Range Imaging, and Applications XIII, 952804

Modern instruments like laser scanner and 3D cameras or image based techniques like structure from motion produce huge point clouds as base for further object analysis. This has considerably changed the way of data compilation away from selective manually guided processes towards automatic and computer supported strategies. However it’s still a long way to achieve the quality and robustness of manual processes as data sets are mostly very complex. Looking at existing strategies 3D data processing for object detections and reconstruction rely heavily on either data driven or model driven approaches. These approaches come with their limitation on depending highly on the nature of data and inability to handle any deviation. Furthermore, the lack of capabilities to integrate other data or information in between the processing steps further exposes their limitations. This restricts the approaches to be executed with strict predefined strategy and does not allow deviations when and if new unexpected situations arise. We propose a solution that induces intelligence in the processing activities through the usage of semantics. The solution binds the objects along with other related knowledge domains to the numerical processing to facilitate the detection of geometries and then uses experts’ inference rules to annotate them. The solution was tested within the prototypical application of the research project “Wissensbasierte Detektion von Objekten in Punktwolken für Anwendungen im Ingenieurbereich (WiDOP)”. The flexibility of the solution is demonstrated through two entirely different USE Case scenarios: Deutsche Bahn (German Railway System) for the outdoor scenarios and Fraport (Frankfort Airport) for the indoor scenarios. Apart from the difference in their environments, they provide different conditions, which the solution needs to consider. While locations of the objects in Fraport were previously known, that of DB were not known at the beginning. © (2015) COPYRIGHT Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). Downloading of the abstract is permitted for personal use only.


Die Mühlenkaskade von Ephesos. Technikgeschichtliche Studien zur Versorgung einer spätantiken bis frühbyzantinischen Stadt.

2015

S. Wefers

RTF

Monographien RGZM








Grabungen 2014 innerhalb der Befestigung auf dem Kapellenberg bei Hofheim am Taunus

2015

T. Lang; A. Cramer; D. Gronenborn; U. Recker; S. Fiedler; H. Thiemeyer

RTF

hessenARCHĂ„OLOGIE








Netzmessungen mit dem Leica Absolute Tracker AT402 zur Bestimmung geodätischer Prüfstrecken

2015

P. Arent; R. Bretscher; M. SchlĂĽter

RTF

Allgemeine Vermessungs-Nachrichten (avn)

Zur Bestimmung geodätischer Prüfstrecken unter Nutzung eines Leica Absolute Trackers AT402 stellen wir Konzept und Ergebnisse vor. Dazu greifen wir die positiven Erfahrungen mit Lasertrackern beim Ringversuch auf der neuen Kalibrierbasis der Universität der Bundeswehr München zwischen 2009 und 2011 auf.
Im Unterschied zum Ringversuch konzentrieren wir uns auf die Bestimmung neuer und bestehender PrĂĽfstrecken im derzeit ĂĽblichen Pfeilerdesign mit einer Pfeilerkopf-Abschlussplatte mit 5/8-Zoll-Gewindezapfen zur DreifuĂźaufnahme. DafĂĽr schlagen wir eine Netzmessung unter Verwendung einfacher Pfeiler-Aufsatzadapter vor. AbschlieĂźend vergleichen wir unsere Ergebnisse, die bei unterschiedlichen meteorologischen
Bedingungen auf der Eichstrecke Weinolsheim des Landes Rheinland-Pfalz gewonnen wurden.


Modulare Digitalkameratachymeter

2015

M. SchlĂĽter; S. Hauth

RTF

n.A.

Das Vorhaben will einen Innovationsschub fĂĽr die Anwendung vermessungstechnischer
Tachymeter (auch Totalstationen, mobile Polarmesssysteme groĂźer Reichweite)
auslösen.
Ermöglicht wird dieser Innovationsschub durch die Integration bildgebender Sensoren
mit einem konsequent modularen Lösungsansatz an Stelle der bislang mit nur
mäßigem Erfolg unternommenen monolithischen Lösungsansätze. Durch unser Konzept
werden die stark unterschiedlichen Entwicklungszyklen der zentralen Systemkomponenten
entkoppelt. Dadurch werden mittelfristig insbesondere KMU, Entwicklungseinrichtungen
und Hochschulen in die Lage versetzt, anwendungsspezifische
Lösungen für den expandierenden Markt von Geoinformationen und den steigenden
Bedarf an räumlichen Geometriedaten zu entwickeln und in der Folge auch eigenständig
zu vermarkten.


Abschlussarbeiten

Services

Gerne bieten wir Ihnen ein unverbindliches Beratungsgespräch zu Themen aus unseren Forschungsbereichen an. 


Als Ergebnis einer Kooperation zwischen Dr. B. Joe, ZCS Inc., Calgary, AB, Canada und Prof. Dr.