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

Kenngrößenbasierte Qualitätsuntersuchungen von Punktwolken unterschiedlicher Herkunft (TLS, SfM)

Dreidimensionale Punktwolken von komplexen Objektgeometrien können heutzutage mit sehr unterschiedlichen Mess- und Auswerteverfahren mit wenig Zeitaufwand erzielt werden. Die zum Einsatz kommenden Sensorsysteme sind z.B. Terrestrische Laserscanner (TLS), Robotortachymeter, Digitalkameras (Structure from Motion SfM) oder Steuergräte für Spielkonsolen (Kinect). Sie arbeiten jeweils nach einem grundsätzlichen anderen Messprinzip zum Ableiten der Tiefeninformation und sind hinsichtlich der Investitionskosten äußerst verschieden:

  • TLS und Robotortachymeter: Elektrooptische Streckenmessungen; Hardware-/Softwarekosten ca. 50.000 EUR
  • SfM: Automatische Extraktion und Korrespondenzfindung von markanten Bildbereichen; Bündelblockausgleichung; Hardwarekosten 1000 EUR, Softwarekosten: 100 EUR
  • Kinect: Triangulationsverfahren; Hardwarekosten: 200 EUR, Softwarekosten: 0 EUR

Es stellt sich nun die Frage, inwieweit die Low-Cost-Lösungen anstelle des Terrestrischen Laserscannings treten können. Wesentlichste Voraussetzung für den Einsatz der Low-Cost-Lösungen ist, dass sie im Vergleich zum TLS eine ähnliche Punktwolken-Qualität liefert.

In der Projektarbeit im Rahmen des Masterstudiums Geoinformatik und Vermessung haben die Studierende Stefan Boes, Carina Justus, Robert Schäfer und Torsten Walter ein Konzept erarbeitet für ein Prüfverfahrens zur Qualitätsbewertung von 3D-Punlktwolken, die per Structure from Motion erzeugt worden sind. Hierzu wurde ein spezieller Prüfkörper entwickelt und Kennwerte in Anlehnung an den kenngrößenbasierten Verfahren der VDI\VDE-Richtlinien definiert. Die Prüfergebnisse wurden an einem Referenzobjekt (Monopteros an der Saarstraße in Mainz) unter Praxisbedingungen validiert. Sämtliche Erfahrungen wurden in Prüfrichtlinie zur kenngrößenbasierten Qualitätsuntersuchung von Punktwolken unterschiedlicher Herkunft (TLS, SfM) zusammengefasst.

Eckdaten

Zeitraum:     01.09.2012 - 28.02.2013
Beteiligte:
  • – Stefan Boes
  • – Robert Schäfer
  • – Torsten Walter