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

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Publikationen

2017

Wall Paintings in the Château de Germolles: An Interdisciplinary Project for the Rediscovery of a Unique Fourteenth-Century Decoration

2017

Ch Degrigny, F Piqué, M Cucchi, V Detalle, J-Ph Farrugia, G Le Goic, A Mansouri, D Martos-Levif, F Mérienne, A Mounier, A Pamart, C Tedeschi, J-M Vallet, S Wefers

A. Bentkowska-Kafel, L. MacDonald (eds), Digtial Techniques for Documenting and Preserving Cultural Heritage
<p>The aim of this study was to examine and document the wall paintings in the Château de Germolles. Situated in Burgundy, France, Germolles is the best preserved residence of the Dukes of Burgundy and was listed as a monument of national importance in 1989.<br />The medieval wall decoration of the Château de Germolles was rediscovered under the nineteenth-century plasters during World War II. Medieval accounts of the château provide a detailed list of the materials acquired to make the mural decoration, but this list is incongruous when compared with the current appearance of the paintings. The discrepancy between the archival and material evidence, and also the need to understand the complexity of the painting technique used were the main motivations for undertaking the case study described in this chapter. Imaging alongside more traditional examination techniques were utilized to record and document the mural decoration. The objectives of the case study were to distinguish the original materials from those applied during restoration, identify those materials, and correlate them with the archives. We also tried to understand the medieval painting techniques used and assess the condition of the paintings and stabilization requirements. Finally we aimed to find a sustainable solution for the management of the various types of data collected. Various techniques and investigations offered valuable insights into the materials and the painting technique used. To improve visitor experience, based on the information gained in the course of this study, a 3D virtual representation of the original decoration is currently proposed for display to the public visiting the Château de Germolles.</p>
Ontology-Based Structuring of Spectral and Spatial Recording Strategies for Cultural Heritage Assets: Background, State of Affairs, and Future Perspectives

2017

A Karmacharya, S Wefers

A. Bentkowska-Kafel, L. MacDonald (eds), Digtial Techniques for Documenting and Preserving Cultural Heritage
<p>The activities of COSCH community and the disciplines it represents were as diverse as they could possibly be in research into cultural heritage. To achieve common goals it was of utmost importance to have a common understanding of these diverse activities and disciplines. Work on the COSCH Knowledge Representation, or COSCHKR, was undertaken to develop a common semantic base representing different disciplines and to facilitate communication within the Action. The COSCHKR is an ontology-based inference model, guided by inference rules that provide a semantic bridge between various interdisciplinary activities involved in non-invasive technical documentation of material cultural heritage. The model is intended to support humanities experts by recommending optimal spatial and spectral techniques. The model may also be used by technology experts to compare their own solutions with the ones recommended through COSCHKR, and to understand why they may differ.<br />In this chapter we present the methods adopted for designing the COSCHKR and the steps in the development of the inference model. The difficulties in maintaining a common level of understanding within the diverse disciplines during the knowledge acquisition process are discussed. We present mechanisms and methods of information collection, its structuring, and aligning, to formulate different axioms and theorems within the model. The design and development of COSCHKR was based on an iterative procedure where the gathered knowledge was first verified with the group of experts before it was processed. This verification mechanism was important for the reliability of the model, ensuring technical consistency. This chapter highlights the importance of these iterative mechanisms in the validation of knowledge gathered and then information populated inside the knowledge base.</p>
COSCH - Vier Jahre interdisziplinärer Dialog zum Nutzen des kulturellen Erbes.

2017

S Wefers

KulturBetrieb - Magazin für innovative und wirtschaftliche Lösungen in Museen, Bibliotheken und Archiven
How to optimally record cultural heritage objects? Decision support through connected knowledge.

2017

S Wefers, A Karmacharya, F Boochs, G Heinz

EVA Berlin 2017. Elektronische Medien & Kunst, Kultur und Historie 24. Berliner Veranstaltung der internationalen EVA-Serie Electronic Media and Visual Arts, 2017
<p>Optical recording of material cultural heritage (CH) is a multidisciplinary activity where the understanding of cross-disciplinary semantics is vital for a successful completion. In many cases, a lack of understanding of transdisciplinary semantics slows this process down. The end users who are mostly humanities experts lack the technical knowledge of spatial and spectral recording and could therefore demand more than what is actually required or sufficient for the intended CH application. The negotiations between technical experts and the end users are a tedious process. We present a semantic-based decision support system, COSCH<sup>KR</sup>, that employs reasoning and recommends optimal recording technology(ies) according to the application requirements of the recorded and processed data. COSCH<sup>KR</sup> is an ontology-based knowledge model that implies the development of semantic technologies within the Semantic Web framework. It represents formalized knowledge of the disciplines involved in the process of optical recording of material CH. The paper describes the applicability of the model in spatial, spectral, and visualization applications and summarises current possibilities and challenges.</p>

2016

Technical study of Germolles’ wall paintings: the input of imaging technique

2016

Degrigny Ch., S Wefers, F Piqué, N Papiashvili, J Guery, A Mansouri, G Le Goic, V Detalle, D Martos-Levif, A Mounier, C Tedeschi, M Cucchi, J-M Vallet, A Pamart, M Pinette

Virtual Archaeology Review
<p>The Château de Germolles is one of the rare palaces in France dating from the 14 th century. The noble floor is decorated with wall paintings that are a unique example of courtly love spirit that infused the princely courts of the time. After being concealed sometime in the 19 th century, the paintings were rediscovered and uncovered in the middle of the 20 th century and partly restored at the end of the 1990s. No scientific documentation accompanied these interventions and important questions, such as the level of authenticity of the mural decorations and the original painting technique(s) used in the medieval times remained unanswered. The combined scientific and financial supports of COSCH COST Action and DRAC-Burgundy enabled to study Germolles&#39; wall paintings using some of the most innovative imaging and analytical techniques and to address some of the questions raised. The study provided significant information on the material used in the medieval times and on the conservation condition of the paintings. The data collected is vast and varied and exposed the owners of the property to the challenges of data management.</p>
Development of a platform recommending 3D and spectral digitisation strategies.

2016

S Wefers, A Karmacharya, F Boochs

Virtual Archaeology Review
<p>Spatial and spectral recording of cultural heritage objects is a complex task including data acquisition, processing and analysis involving different technical disciplines. Additionally, the development of a suitable digitisation strategy satisfying the expectations of the humanities experts needs an interdisciplinary dialogue often suffering from misunderstanding and knowledge gaps on both the technical and humanities sides. Through a concerted discussion, experts from the cultural heritage and technical domains currently develop a so-called COSCH KR (Colour and Space in Cultural Heritage Knowledge Representation) platform that will give recommendations for spatial and spectral recording strategies adapted to the needs of the cultural heritage application. The platform will make use of an ontology through which the relevant parameters of the different domains involved in the recording, processing, analysis, and dissemination of cultural heritage objects are hierarchically structured and related through rule-based dependencies. Background and basis for this ontology is the fact that a deterministic relation exists between (1) the requirements of a cultural heritage application on spatial, spectral, as well as visual digital information of a cultural heritage object which itself has concrete physical characteristics and (2) the technical possibilities of the spectral and spatial recording devices. Through a case study which deals with the deformation analysis of wooden samples of cultural heritage artefacts, this deterministic relationship is illustrated explaining the overall structure and development of the ontology. The aim of the COSCH KR platform is to support cultural heritage experts finding the best suitable recording strategy for their often unique physical cultural heritage object and research question. The platform will support them and will make them aware of the relevant parameters and limitations of the recording strategy with respect to the characteristics of the cultural heritage object, external influences, application, recording devices, and data.</p>

2015

Knowledge guided object detection and identification in 3D point clouds

2015

A Karmacharya, F Boochs, Burkhard Tietz

Videometrics, Range Imaging, and Applications XIII, 952804
<p><span class="Abstract" id="scm6MainContent_rptSections_lblSection_0">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&rsquo;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&rsquo; inference rules to annotate them. The solution was tested within the prototypical application of the research project &ldquo;Wissensbasierte Detektion von Objekten in Punktwolken fĂĽr Anwendungen im Ingenieurbereich (WiDOP)&rdquo;. 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. &copy; (2015) COPYRIGHT Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). Downloading of the abstract is permitted for personal use only.</span></p>
Netzmessungen mit dem Leica Absolute Tracker AT402 zur Bestimmung geodätischer Prüfstrecken

2015

P. Arent, R. Bretscher, M SchlĂĽter

Allgemeine Vermessungs-Nachrichten (avn)
<p>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.<br />Im Unterschied zum Ringversuch konzentrieren wir uns auf die Bestimmung neuer und bestehender Prüfstrecken im derzeit üblichen Pfeilerdesign mit einer Pfeilerkopf-Abschlussplatte mit 5/8-Zoll-Gewindezapfen zur Dreifußaufnahme. Dafür schlagen wir eine Netzmessung unter Verwendung einfacher Pfeiler-Aufsatzadapter vor. Abschließend vergleichen wir unsere Ergebnisse, die bei unterschiedlichen meteorologischen<br />Bedingungen auf der Eichstrecke Weinolsheim des Landes Rheinland-Pfalz gewonnen wurden.</p>
Modulare Digitalkameratachymeter

2015

M SchlĂĽter, S. Hauth

n.A.
<p>Das Vorhaben will einen Innovationsschub für die Anwendung vermessungstechnischer<br />Tachymeter (auch Totalstationen, mobile Polarmesssysteme großer Reichweite)<br />auslösen.<br />Ermöglicht wird dieser Innovationsschub durch die Integration bildgebender Sensoren<br />mit einem konsequent modularen Lösungsansatz an Stelle der bislang mit nur<br />mäßigem Erfolg unternommenen monolithischen Lösungsansätze. Durch unser Konzept<br />werden die stark unterschiedlichen Entwicklungszyklen der zentralen Systemkomponenten<br />entkoppelt. Dadurch werden mittelfristig insbesondere KMU, Entwicklungseinrichtungen<br />und Hochschulen in die Lage versetzt, anwendungsspezifische<br />Lösungen für den expandierenden Markt von Geoinformationen und den steigenden<br />Bedarf an räumlichen Geometriedaten zu entwickeln und in der Folge auch eigenständig<br />zu vermarkten.</p>
Semantic based Structuring of 3D technologies for their optimized use in cultural heritage documentation.

2015

A Karmacharya, S Wefers, F Boochs

43rd Conference of Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology, CAA 2015, Siena, Book of Abstracts.
<p>Constant technological progress results in new possibilities to produce reliable and rich spatial data of cultural heritage objects: for instance, museums have started to digitize their collections, more and more archaeological excavations or features and entire CH buildings have been documented in 3D. It is now necessary to establish connections among different CH disciplines and several technical disciplines, and to work on collaborative projects.</p><p>Technicians and CH experts together evaluate the best technique for specific CH object documentation, implementation and use. This discussion arises from the knowledge gaps of each counterpart in respect to the other discipline. Projects such as Agora 3D (see below) clearly demonstrate the need for an evaluation of the different available techniques.</p><p>In order to make optimal use of these technological capabilities, it is important to identify and name the information required to best serve the reasoning processes in these application fields. Correspondingly it is necessary to know about the characteristics of digitization techniques producing the content adapted to the needs of the applications. Due to the considerable complexity of instruments and processes producing the data, it is helpful to have a clear structure which relates the capabilities of the instruments to the requirements of the applications.</p><p>The COST Action TD1201 &ldquo;Colour and Space in Cultural Heritage (COSCH)&rdquo; takes this need into account, aiming to enhance the understanding among these disciplines. We will focus on the already listed, structured and evaluated available 3D technologies. At the same time, experts in spectral and CH research started to list, structure, and evaluate their knowledge. These evaluations yield a structure of technologies, and ultimately the techniques and instruments using their characteristics. The understanding of these characteristics provides insights for their potential applications. The ontology knowledge model accessible through so-called &ldquo;COSCH<sup>KR </sup>App&rdquo; provides a knowledge structure. It benefits from the development of semantic technologies from the Semantic Web framework. Semantics, which provide meanings, are captured through the conceptual structure and are defined through the ontology. The overall aim of this ontology is the development of a software tool to enable a better understanding of data acquisition techniques and their support to optimally realize cultural heritage applications.</p>

2014

Towards a knowledge model bridging technologies and applications in cultural heritage documentation

2014

F Boochs, Trémeau, A., Murphy, O., Gerke, M., Lerma, J.L., A Karmacharya, Karaszewski, M.

ISPRS Technical Commission V Symposium
<p>This paper documents the formulation of an international, interdisciplinary study, on a concerted European level, to prepare an innovative, reliable, independent and global knowledge base facilitating the use of today&rsquo;s and future optical measuring techniques for the documentation of&nbsp; cultural heritage. Cultural heritage professionals, color engineers and scientists share similar goals for the documentation, curation, long-term preservation and representation of cultural heritage artifacts. Their focus is on accuracy in the digital capture and remediation of artefacts through a range of temporal, spatial and technical constraints. A shared vocabulary to interrogate these shared concerns will transform mutual understanding and facilitate an agreed movement forward in cultural heritage documentation here proposed in the work of the COST Action Color and Space in Cultural Heritage (COSCH). The goal is a model that captures the shared concerns of professionals for a standards-based solution with an organic Linked Data model. The knowledge representation proposed here invokes a GUI interface for non-expert users of capture technologies, facilitates, and formulates their engagement with key questions for the field.</p>
3D-Messen groĂźer Volumen bzw. groĂźer Bauteile

2014

D Berndt, F Boochs, P KĂĽhmstedt

Leitfaden zur optischen 3D-Messtechnik
<p>Große Bauteile entstehen im Fahrzeugbau (PKWs und LKWs in der Automobilproduktion, Flugzeugrumpfschalen oder<br />Turbinenmodule im Flugzeugbau, Rahmen und Außenhaut an Schienenfahrzeugen), im Schiffbau, im Anlagenbau oder bei der Produktion von Energieerzeugungsanlagen (Windenergieanlagen, Großturbinen, usw.). An sie werden hohe Anforderungen hinsichtlich Maßhaltigkeit und Ausführungsqualität gestellt. Typische, sich daraus ergebene Messaufgaben sind das Prüfen geometrischer Merkmale in einem großen Messvolumen (z. B. Maß- und Formabweichungen über mehrere Meter) sowie das dimensionelle Erfassen einer lokalen Bauteilgeometrie oder das Prüfen eines lokalen Montagezustands in einem global registrierten Bauteilkoordinatensystem.<br />Dazu kommen Sensoren zum Einsatz, die nur in einem lokal begrenzten Messvolumen, typischerweise kleiner 1m, Bild und<br />Geometrieinformationen erfassen können. Da die Abmessungen der Großbauteile mehrere Meter bis mehrere zehn Meter<br />betragen, müssen die lokal erfassten Prüfmerkmale für die sich anschließende Auswertung in ein globales Koordinatensystem, üblicherweise das Bauteilkoordinatensystem, transformiert werden.<br />&nbsp;</p>
Registrierung von 3D Punktwolken via 2D Korrespondenz fĂĽr ein kombiniertes Messsystem

2014

Mathias Burger, SongĂĽl Polat, Burkhard Tietz, F Boochs

PDF

Oldenburger 3D-Tage
<p>Ein Messsystem, bestehend aus einem 3D-Sensor (z.B. TOF) und einem höher auflösenden 2D-Sensor (RGB- oder Monochromkamera) kombiniert die Echtzeiterfassung von 3D-Geometrien mit der hohen Informationsdichte der Oberflächentextur. Dabei stehen beide Sensoren in einer festen relativen Beziehung zueinander, die sich über Standardmethoden der Photogrammetrie bestimmen lässt. Sie bildet die Grundlage für die rechnerische Übertragung von 2D-Tracking und Merkmalsextraktion auf die 3D-Geometrie. Ziel ist, in Echtzeit, bei sequenzieller 3D-Aufnahme, ein homogenes und rauschreduziertes dreidimensionales Gesamtmodell zu generieren.</p><p>Hohes Rauschen, nicht modellierte Systematiken und frequente Messausfälle verhindern das Funktionieren etablierter Registrierverfahren. Diese, nur auf 3D-Daten basierende Verfahren, berechnen eine Grobregistrierung über homologe 3D-Merkmalspunkte und eine Feinregistrierung über ICP. Im Rahmen der hier vorgestellten Lösung wurden Maßnahmen zur Rauschkompensation und Steigerung der Robustheit konzipiert und entwickelt. Die Registrierung wird aus 2D-Korrespondenzen geschätzt. Dazu werden über Merkmalsoperatoren bestimmte homologe Bildpunkte durch die relative Orientierung mit repräsentativen 3D-Punkten in Verbindung gebracht. Aus den repräsentativen 3D-Punkten wird eine räumliche Transformation geschätzt. Da mit einer Vielzahl von korrespondierenden Punkten geschätzt wird, sind Rauschen und Punktausfälle weniger problematisch. Die Gesamtregistrierung wird zur Steigerung der Robustheit und Genauigkeit über korrespondierende Ebenen vorgenommen. Dazu werden Ebenen im 3D mit einem eigens entwickelten Segmentierungsalgorithmus ermittelt und die Korrespondenz über Ebenen- und Punkthaufenähnlichkeit hergestellt. Die Ebenenregistrierung ist ein flächenbasierter Ansatz, dessen Zuverlässigkeit grundsätzlich gegenüber punktbasierten Ansätzen nicht von Punktvarianz beeinträchtigt wird.</p>
Characterisation of Spatial Techniques for Optimised Use in Cultural Heritage Documentation.

2014

S Wefers, A Karmacharya, F Boochs, Wiemann, A.-K.

Digital Heritage Progress in Cultural Heritage: Documentation, Preservation, and Protection. 5th International Conference, EuroMed 2014 Limassol, Cyprus, November 3-8, 2014 Proceedings
<p>Constant technological progress results in new possibilities to produce reliable and rich spatial data of cultural heritage objects. In order to make optimal use of these capabilities, it is important to identify and name the information required to best serve the reasoning processes in these application fields. Correspondingly it is necessary to know about the characteristics of digitization techniques producing the content adapted to the needs of the applications. Due to the considerable complexity of instruments and processes producing the data, it is helpful to have a clear structure which relates the capabilities of the instruments to the requirements of the applications. This paper addresses this topic and shows a way of structuring spatial techniques as well as how this structure can be related to applications in the field of cultural heritage.</p>
Colour and Space in Cultural Heritage: Key Questions in 3D Optical Documentation of Material Culture for Conservation

2014

F Boochs, Bentkowska-Kafel A., Degrigny Ch., Karaszewski M., Karmacharya A., Kato Z., Picollo M., Sitnik R., Trémeau A., Tsiafaki D., Tamas L.

5th International Conference, EuroMed 2014, Limassol, Cyprus, November 3-8
<div class="abstract-content formatted" itemprop="description"><p class="a-plus-plus">The paper introduces some key interdisciplinary questions concerning the development of optical measuring techniques and electronic imaging applied to documentation and presentation of artefacts, as identified through the work of Colour and Space in Cultural Heritage (www.COSCH.info), a trans-domain European Action (TD1201) in the area of Materials, Physics and Nanosciences (MPNS) supported, since 2013, by the European Cooperation in <a class="reference-link webtrekk-track" href="http://link.springer.com/search?dc.title=Science+and+Technology&amp;facet-content-type=ReferenceWorkEntry&amp;sortOrder=relevance">Science and Technology</a> <span class="a-plus-plus emphasis type-underline">http://www.cost.eu/domains_actions/mpns/Actions/ TD1201</span>. Some 125 international researchers and professionals participate in COSCH activities which have been organised around six main subjects: (1) spectral object documentation; (2) spatial object documentation; (3) algorithms and procedures; (4) analysis and restoration of cultural heritage surfaces and objects; (5) visualisation of cultural heritage objects and its dissemination; and (6) the semantic development of the COSCH Knowledge Representation.</p><p class="a-plus-plus">The Authors outline and illustrate the approaches adopted by COSCH. They indicate future work that is needed to resolve the identified scientific, technical and semantic questions, as well as challenges of interdisciplinary communication, to ensure a wider adoption of specialist technologies and enhanced standards in 3D documentation of material cultural heritage &mdash; being a basis for its understanding, conservation, restoration, long-term preservation, study, presentation and wide dissemination.</p></div><p>&nbsp;</p>

2013

Intégration de systèmes d'acquisition de données spatiales et spectrales haute résolution, dans le cadre de la génération d'informations appliquées à la conservation du patrimoine

2013

Simon Chane , Camille

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Université de Bourgogne
<p>Cette thèse s&#39;intéresse au recalage de données issues de capteurs 3D et multispectraux pour l&#39;étude du patrimoine.Lorsque l&#39;on étudie ce type d&#39;objet, il y a souvent peu de points saillants naturels entre ces jeux de données complémentaires. Par ailleurs, l&#39;utilisation de mires optiques est proscrite.Notre problème est donc de recaler des données multimodales sans points caractéristiques.Nous avons développé une méthode de recalage basé sur le suivi des systèmes d&#39;acquisition en utilisant des techniques issues de la photogrammétrie.Des simulations nous ont permis d&#39;évaluer la précision de la méthode dans trois configurations qui représentent des cas typiques dans l&#39;étude d&#39;objets du patrimoine.Ces simulations ont montré que l&#39;on peut atteindre une précision du suivi de 0.020 mm spatialement et 0.100 mrad angulairement en utilisant quatre caméras 5 Mpx lorsque l&#39;on numérise une zone de 400 mm x 700 mm.La précision finale du recalage repose sur le succès d&#39;une série de calibrations optiques et géométriques, ainsi que sur leur stabilité pour la durée du processus d&#39;acquisition.Plusieurs tests ont permis d&#39;évaluer la précision du suivi et du recalage de plusieurs jeux de données indépendants; d&#39;abord seulement 3D, puis 3D et multispecrales.Enfin, nous avons étendu notre méthode d&#39;estimation de la réflectance à partir des données multispectrales lorsque celles-ci sont recalées sur un modèle 3D.</p><p><br />The concern and interest of this PhD thesis is the registration of featureless 3D and multispectral datasets describing cultural heritage objects.In this context, there are few natural salient features between the complementary datasets, and the use of targets is generally proscribed.We thus develop a technique based on the photogrammetric tracking of the acquisition systems in use.A series of simulations was performed to evaluate the accuracy of our method in three configurations chosen to represent a variety of cultural heritage objects.These simulations show that we can achieve a spatial tracking accuracy of 0.020 mm and an angular accuracy of 0.100 mrad using four 5 Mpx cameras when digitizing an area of 400 mm x 700 mm. The accuracy of the final registration relies on the success of a series of optical and geometrical calibrations and their stability for the duration of the full acquisition process.The accuracy of the tracking and registration was extensively tested in laboratory settings. We first evaluated the potential for multiview 3D registration. Then, the method was used for to project of multispectral images on 3D models.Finally, we used the registered data to improve the reflectance estimation from the multispectral datasets&nbsp;</p>
Einrechnung von Laserterminals LCT fĂĽr Europas Spacedatahighway EDRS

2013

M SchlĂĽter

n.A.
<p><strong>Motivation</strong><br />Tesat Spacecom realisiert laserbasierte Systeme für die optische Kommunikation zwischen Erdsatelliten, sog. Laser Terminals LCT. Eine besondere technische<br />Herausforderung ist es hierbei, den Laserstrahl vom sendenden Satelliten präzise auf den empfangenden Satelliten zu richten, der sich in einer Entfernung<br />von mehreren tausend Kilometern befindet und sich mit einer Geschwindigkeit von ca. 25.000 km/h bewegt. Für das i3mainz ist die Lösung der zugehörigen anspruchsvollen messtechnischen Aufgaben an der Grenze der heute erreichbaren Genauigkeit von großem Interesse, da sich daraus zahlreiche Impulse<br />für messtechnische Lösungen auf der Erde ergeben, insbesondere für Objekte &bdquo;in Bewegung&ldquo;: Zukünftige Einsatzfelder könnten durchaus in der automatisierten Baumaschinensteuerung oder in der Schwingungserfassung und Vibrationsanalyse für die Instandhaltung von technischen Bauwerken liegen. Mit der Unterzeichnung des Rahmenvertrags über die Lieferung von Laserkommunikations-Terminals für EDRS zwischen Tesat und der europäischen Weltraumbehörde ESA gewinnt die kommerzielle Nutzung von Laserterminals deutliche Konturen: Das European Data Relay Satellite System EDRS ist ein System von geostationären Kommunikationssatelliten, die eine kontinuierliche Datenübertragung zwischen Satelliten, unbemannten Flugkörpern (UAVs) und Bodenstationen ermöglicht. Das System soll Vollzeitkommunikation auch mit Satelliten in erdnaher Umlaufbahn erlauben, die derzeit immer nur während des kurzen Zeitfensters eines direkten Überflugs mit der Bodenstation Daten austauschen können. EDRS wird hochaktuelle Geoinformationen am richtigen Ort und zur richtigen Zeit verfügbar machen und damit zum Beispiel Rettungskräfte mit Nahe-Echtzeit-Satellitendaten und Informationen der Krisenregion versorgen, in der sie tätig sind. Die ersten Terminals werden in die beiden niedrig fliegenden LEO-Satelliten Sentinel 1a und Sentinel 2a und den geostationären Satelliten Alphasat montiert.<br /><br /><strong>Aktivitäten</strong><br />Aus Sicht des i3mainz gab die neue Konzeption zur hochgenauen Laborkalibrierung von Laserterminals seitens Prof. Dr. Martin Schlüter Anfang 2006 den<br />Startschuss. Noch in 2006 folgte die Kalibrierung des Laserterminals für den deutschen Erdbeobachtungssatelliten TerraSAR-X. In 2007 schloss sich die Einrechnung des Laserterminals für den amerikanischen Technologiesatelliten NFIRE an. Zwischen diesen beiden Satelliten gelingt bis heute der erfolgreiche Datentransfer zwischen Laserterminals im Orbit um die Erde. In den Jahren 2007 bis 2008 wurde seitens des i3mainz das Kinematische Tracking mit zwei motorisierten Digitalkameratheodoliten auf der Basis von motorisierten Präzisionstheodoliten Leica TM5100 mittels automatisierter Bildverarbeitung realisiert. Diese neuartigen Messsysteme bewährten sich 2009 bei der Einrechnung des Laserterminals MLT. Zukunftsweisend ist die Untersuchung des i3mainz zur Eignung des Lasertrackers Leica AT401 für Autokollimationszielungen auf Referenzwürfel in 2012, mit freundlicher Unterstützung der Hexagon Metrology GmbH. Zur Einrechnung des Laserterminals für Alphasat erweisen sich die i3mainz-Digitalkameratheodolite bereits als bewährte Arbeitspferde.</p>

2012

i3mainz - Jahresbericht 2012

2012

F Boochs, Gundlach, A., J Wachter

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i3mainz - Jahresbericht
<div>Derzeit sind neben neun Professoren am Institut mehr als zwanzig wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter mit Zeitverträgen angestellt. Neben ihnen sind Studierende mit ihren Abschlussarbeiten, Praktikanten und studentische Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in die Arbeit des Instituts eingebunden.</div><div>Im Jahr 2012 standen Mittel im Gesamtumfang von 1,28 Mio Euro zur Verfügung. Dazu zählten Mittel der FH Mainz, des Landes, öffentlicher Förderprogramme, der Europäischen Union und Drittmittel aus der Wirtschaft.&nbsp;</div>
Modular Imaging Total Stations - Sensor Fusion for high precision alignment

2012

Hauth, S., M SchlĂĽter, Thiery, F.

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3rd International Conference on Machine Control & Guidance Proceedings
<p>Initialized in 2009, the Institute for Spatial Information and Surveying Technology (i3mainz), Mainz University of Applied Sciences, forces research towards modular concepts for imaging total stations. On the one hand, this research is driven by the successful setup of high precision imaging motor theodolites in the near past, on the other hand it is pushed by the actual introduction of integrated imaging total stations to the positioning market by the manufacturers Leica Geosystems, Sokkia, Pentax, Topcon and Trimble.</p><p>Modular concepts for imaging total stations are manufacturer independent to a large extent and consist of a particular combination of accessory hardware, software and algorithmic procedures. The hardware part consists mainly of an interchangeable eyepiece adapter offering opportunities for digital imaging. An easy assembly and disassembly in the field is possible allowing the user to switch between the classical and the imaging use of a robotic total station. The software part primarily has to ensure hardware control, but several level of algorithmic support might be added and have to be distinguished. Algorithmic procedures allow reaching several levels of calibration concerning the geometry of the external digital camera and the total station. Here the resulting resolution capacity of our sensor fusion and also the accuracy of the system are presented based on examples. We deliver insight in our recent developments and quality characteristics.</p><p>The sensor fusion between camera and polar measuring system allows detecting and measuring different types of targets with high precision. MoDiTa is used to calibrate inclination sensors and to control the long-term stability of laser and tripods.</p>
Entwicklung von Verfahren zur rechnergestĂĽtzten VerknĂĽpfung von Bild- und Laserscandaten auf Basis von Passobjekten

2012

Schilling, K.

PDF

n.A.
<p>Aufgrund der komplementären Eigenschaften von Bild- und Scandaten werden zunehmend<br />digitale Photogrammetrie und terrestrisches Laserscanning simultan für die Erfassung und<br />Dokumentation dreidimensionaler Objekte verwendet. Ihre gemeinsame Nutzung erfordert<br />die Korrespondenzherstellung zwischen den unterschiedlichen, heterogenen Datentypen und<br />die Verknüpfung gleicher Datentypen verschiedener Aufnahmestandpunkte.<br />Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren nutzt spezielle Passobjekte, um bessere Bedingungen<br />für eine Korrespondenzherstellung zu scha ffen. Der Schwerpunkt liegt dabei in der<br />Verknüpfung der Scandaten.<br />Die Eckpunkte von Würfeln werden als Passpunkte zur Bestimmung der Transformationsparameter<br />verwendet. Die Zerlegung des Würfels in seine Einzelelemente (Ebenen, Kanten,<br />Eckpunkte) und die Extraktion der Würfeleckpunkte erfolgt mittels eines RANSAC-Algorithmus<br />sowie der Ausgleichung und Verschneidung der Würfelebenen auf Basis eines<br />topologischen Modells. Dieses erlaubt durch seine Eindeutigkeit die Bestimmung der räumlichen<br />Ausrichtung des Würfels.<br />Die Genauigkeit der berechneten Würfelgeometrie hängt in erster Linie von der Aufnahmeentfernung<br />ab. Für eine Distanz &lt;10m werden maximale Längenabweichungen der Raum- und<br />Flächendiagonalen der Würfel von  4mm erhalten. Die berechneten Werte für die<br />Transformationsparameter bei der Verknüpfung der Scandaten sind vergleichbar mit den Resultaten<br />bestehender Verfahren zur Registrierung von Scandaten. In Abhängigkeit von der<br />Aufnahmekon guration betragen die Restklaff ungen der Passpunkte bis zu 5mm. Im Gegensatz<br />zu bestehenden Verfahren werden mit nur einem Würfel bereits gute Näherungswerte<br />für die Transformationsparameter erhalten. Die Bestimmung der Würfeleckpunkte aus den<br />Scandaten schaff t zugleich gute Voraussetzungen für eine Verknüpfung mit den Bilddaten, die<br />unabhängig von der Position des Scannerstandpunktes aufgenommen werden können.</p>

2011

i3mainz - Jahresbericht 2011

2011

F Boochs, K Böhm, K -C Bruhn, Kern, F., Klinge, K.-A., Klonowski, J., H Müller

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i3mainz - Jahresbericht
<div>Angewandte Forschung, Entwicklung und Technologietransfer im fachlichen Umfeld der&nbsp;<span style="line-height: 1.538em;">Geoinformatik und Vermessung sind die Arbeitsschwerpunkte im Institut. Moderne Verfahren&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">der Messtechnik für die Gewinnung raumbezogener Daten und die Technologien zu deren&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">Weiterverarbeitung, Analyse und Visualisierung stellen dabei die wichtigsten Werkzeuge dar.</span></div><div>&nbsp;</div><div><span style="line-height: 1.538em;">Im Jahr 2011 standen Mittel im Gesamtumfang von ca. &euro; 1.090.000 zur Verfügung, womit das&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">Institut erneut die Schwelle von 1 Mio. EUR überschreiten konnte. Diese Mittel wurden vor </span><span style="line-height: 1.538em;">allem zur Bezahlung des Personals verwendet. Der größte Anteil (59%) sind Drittmittel, 20%&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">stammen vom Ministerium für Bildung, Wissenschaft Jugend und Kultur Rheinland-Pfalz und&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">weitere 21% aus dem Haushalt der Fachhochschule Mainz.</span></div>
Introduction of a spatial layer in the Semantic Web framework: a proposition through the Web platform ArchaeoKM

2011

A Karmacharya

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n.A.
<p>Spatial technology has gained momentum under database systems. More specifically, the spatial operations and spatial functions are used to carry out spatial analysis which can be executed through these database systems. In addition, there has been significant amount of research in the field of the geospatial ontology domain in order to achieve the semantic interoperability between different data sources. Although, data interoperability is one of the main objectives of the Semantic Web technologies, the potentiality of the underlying knowledge tools and techniques have not been completely identified. With the growing influence of the Semantic Web technologies towards the application based on knowledge management and intelligent systems, the geospatial application benefits from this influence. This thesis emphasizes on the use of knowledge to manage spatial data within spatial information systems through the Semantic Web framework.<br />This research activity is carried out with the backdrop of the case study of the industrial archaeology. It sets up an ideal environment for the application of knowledge to manage the huge and heterogeneous dataset. The use of knowledge to manage the diversity of information was well executed through the application prototype named ArchaeoKM which is based on the Semantic Web. The ArchaeoKM framework follows the 4Ks processing steps: Knowledge Acquisition, Knowledge Management, Knowledge Visualization and Knowledge Analysis. The same processing principle of 4Ks was implemented during the spatial knowledge processing. A top level ontology was developed in order to serve as the background representation of the case study in order to adjust the spatial components. Keeping the custom, the spatial knowledge processing begins with acquiring spatial signatures of the identified objects. The spatial signatures are stored within the spatial database system with proper mapping to the objects in the knowledge base. The spatial knowledge of these objects is managed through executing the spatial functions at the database level and enriching the knowledge base with the results. This spatially enriched knowledge base is used again to analyze the spatial knowledge. This research thesis benefits from Semantic Web Rule Language in order to infer knowledge. In addition, the spatial built-ins proposed during the course add up spatial dimension to the SWRL for spatial inferences. Similarly, a spatial extension of the query language SPARQL is proposed in order to query spatial knowledge from the knowledge base.<br />Actually, this research thesis provides the initial steps in integrating spatial components within the Semantic Web framework. This integration process is important for both technologies. Regarding the Semantic Web, the integration of non-typical semantic information within this framework opens up doors to other data pattern making the transformation of technologies easier. Likewise, geospatial technologies and GIS systems benefits through the inclusion of knowledge in the analysis process making the analysis much closer and efficient to human interpretation.</p>
Asserting the Precise Position of 3D and Multispectral Acquistion Systems for Multisensor Registration Applied to Cultural Heritage Analysis

2011

F Boochs, SchĂĽtze, R., Simon, C., MARZANI F.

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Advances in Multimedia Modeling
<p>We present a novel method to register multispectral acquisitions on a 3D model. The method is based on the external tracking of the acquisition systems using close-range photogrammetric techniques: multiple calibrated cameras simultaneously observe the successive acquisition systems in use. The views from these cameras are used to precisely determine the position of each acquisition system. All datasets can then be projected in the same coordinate system. The registration is thus independent from the quality and content of the data. This method is well suited to the study of cultural heritage or any other application where we do not wish to place targets on the object. We describe the method and the simulation pipeline used to find an adequate setup for two case studies.</p>

2010

i3mainz - Jahresbericht 2010

2010

F Boochs, K Böhm, K -C Bruhn, Kern, F., Klinge, K.-A., Klonowski, J., H Müller, Neitzel, F., M Schlüter

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i3mainz - Jahresbericht
<p>Schwerpunkt der Institutsaktivitäten sind angewandte Forschung, Entwicklung und Technologietransfer im fachlichen Umfeld der Geoinformatik und Vermessung. Dabei kommen im Allgemeinen moderne Verfahren der Messtechnik für die Gewinnung raumbezogener Daten zum Einsatz, deren Weiterverarbeitung, Analyse und Visualisierung sich mittels aktuellen Methoden der Informationstechnik anschließt.</p><p>&nbsp;</p><p>&nbsp;</p>
Digitalkameratachymeter - Einsatzmöglichkeiten für modulare und integrierte Systeme

2010

M SchlĂĽter, Hauth, S.

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30. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der DGPF 2010 - 3-Ländertagung
<p>Die aktuellen Entwicklungen bei den modernen Tachymetern zeigen verstärkt in die Richtung einer Kombination von digitalen Bildsensoren mit Robottachymetern. So bieten verschiedene Gerätehersteller polare Messsysteme mit fest integrierten Digitalkameras an. Ergänzend zu dieser Entwicklungsschiene forscht das i3mainz an einem modularen Konzept.</p><p>Das modulare Konzept für Digitalkameratachymeter ist unabhängig von den Herstellern und ermöglicht eine Kombination verschiedener Hardware, Software und Algorithmen und ist deshalb unabhängig von individuellen Entwicklungszyklen. Es sollen hier erste Ergebnisse der aktuellen Entwicklung im Bereich der Hardware (Kamera, Optik und Halterung) gezeigt werden.</p><p>Modulare und integrierte Systeme haben individuelle Stärken und Schwächen. Deshalb erwarten wir, dass beide Ansätze in unterschiedlichen Einsatzgebieten genutzt werden. Unser Ziel ist ein besseres Verständnis für die Systeme und ihren Anwendungen. Es werden erste Ergebnisse von Anwendungen und das Potenzial in anderen Einsatzbereichen gezeigt.</p>
Integration of high resolution spatial and spectral data acquisition systems to provide complementary datasets for cultural heritage applications

2010

F Boochs, Huxhagen, U., Simon, C., Mansouri, A., Heritage, A., F Marzani

Computer Vision and Image Analysis of Art, 7531
<p>Modern optical measuring systems are able to record objects with high spatial and spectral precision. The acquisition of spatial data is possible with resolutions of a few hundredths of a millimeter using active projection-based camera systems, while spectral data can be obtained using filter-based multispectral camera systems that can capture surface spectral reflectance with high spatial resolution. We present a methodology for combining data from these two discrete optical measuring systems by registering their individual measurements into a common geometrical frame. Furthermore, the potential for its application as a tool for the non-invasive monitoring of paintings and polychromy is evaluated. The integration of time-referenced spatial and spectral datasets is beneficial to record and monitor cultural heritage. This enables the type and extent of surface and colorimetric change to be precisely characterized and quantified over time. Together, these could facilitate the study of deterioration mechanisms or the efficacy of conservation treatments by measuring the rate, type, and amount of change over time. An interdisciplinary team of imaging scientists and art scholars was assembled to undertake a trial program of repeated data acquisitions of several valuable historic surfaces of cultural heritage objects. The preliminary results are presented and discussed.</p>

2009

Auf den Punkt genau, Mehrkamerasystem zur flexiblen Positionsbestimmung von beweglichen Effektoren

2009

F Boochs

Industrial Vision
Selbstkalibrierung motorisierter Digitalkameratheodolite für technische Präzisionsmessungen.

2009

M SchlĂĽter, Hauth, S., HeĂź, H.

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Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement (zfv)
<p><font class="content">In diesem Beitrag wird eine Realisierung von motorisierten Digitalkameratheodoliten für technische Präzisionsmessungen (automatisierte trackende Kollimations- und Autokollimationszielungen) vorgestellt. Dargestellt werden das technische Anwendungsbeispiel, die mathematische Modellierung, das Konzept der Selbstkalibrierung und exemplarische Ergebnisse.</font></p>
Technische Präzisionsmessungen und kinematisches Tracking mit motorisierten Digitalkameratheodoliten

2009

M SchlĂĽter, Hauth, S., T Luhmann, Christina MĂĽller

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Photogrammetrie - Laserscanning - Optische 3D-Messtechnik, Beiträge der Oldenburger 3D-Tage 2009
<p>In diesem Beitrag wird eine Realisierung motorisierter Digitalkameratheodolite für Präzisionsmessungen und kinematisches Tracking vorgestellt. Als Grundlage dient ein vom i3mainz entwickelter Digitalkameratheodolit auf der Grundlage des Leica TM5100 bzw. TM5100A. Hiermit sind hochgenaue Kollimationszielungen innerhalb des kalibrierten Bereichs des Fernrohrblickfeldes möglich. Dies ermöglicht einfachere Präzisionsmessungen auf statische Ziele und hochgenaue Zielungen auf sich moderat bewegende Ziele (Tracking). Des Weiteren wird ein kurzer Einblick in aktuelle und zukünftige Entwicklungen getätigt.</p>
KameragestĂĽtztes Trackingsystem zur Verbesserung der Absolutgenauigkeit von Robotern.

2009

SchĂĽtze, R.

Fraunhofer Vision Technologietage
i3mainz - Jahresbericht 2009

2009

F Boochs, K Böhm, K -C Bruhn, Kern, F., Klonowski, J., H Müller, Neitzel, F., M Schlüter, Zipf, A.

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i3mainz - Jahresbericht
<p>Das Institut ist mit der Wahrnehmung von Aufgaben im Bereich der angewandten Forschung und Entwicklung sowie des Technologietransfers im fachlichen Umfeld der Geoinformatik und Vermessung beauftragt. Im Zentrum der Arbeiten steht im Allgemeinen die Gewinnung, Verarbeitung und Visualisierung raumbezogener Daten verschiedenartigster Objekte.</p><p>&nbsp;</p><p>&nbsp;</p>

2008

i3mainz - Jahresbericht 2008

2008

F Boochs, K Böhm, K -C Bruhn, Kern, F., Klonowski, J., H Müller, Neitzel, F., M Schlüter, Zipf, A.

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i3mainz - Jahresbericht
<div>Auch im 10. Jahr nach seiner Gründung als wissenschaftliche Einrichtung der Lehreinheit&nbsp;<span style="line-height: 1.538em;">Geoinformatik und Vermessung der Fachhochschule Mainz legt das i3mainz mit seinem&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">Jahresbericht Rechenschaft über die Aktivitäten der vergangenen 12 Monate ab und gibt&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">einen zusammenfassenden Einblick in die vielseitigen Aktivitäten.</span></div><div>&nbsp;</div><div>&nbsp;</div><div>&nbsp;</div>
Mehrbildkamerasystem zur räumlichen Vermessung von Objektkonturen.

2008

F Boochs, Raab, C., SchĂĽtze, R., Meier, J, T Luhmann, Ch. MĂĽller

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Optische 3D-Messtechnik, Photogrammetrie, Laserscanning - Beiträge der Oldenburger 3D-Tage
<p>Dargestellt wird ein Messsystem, das die Lage von Objekten mit einer räumlich definierten Geometrie hoch präzise bestimmen kann. Im Bereich des Karosseriebaus - wie auch in anderen Bereichen der industriellen Produktion &ndash; treten an den zu bearbeitenden Produktionsteilen Elemente verschiedener Geometrietypen auf. Als Beispiele genannt seien Stanzungen, Bohrungen oder Schweißbolzen. An ihnen können eventuell auftretende Deformationen des gesamten Produktionsteils abgelesen werden bzw. bei nicht erkennbaren Fehlern auf eine insgesamt korrekte Geometrie geschlossen werden. Neben den Regelgeometrien von Kreis und Rechteck findet man z.B. im Falle von Autokarosserien auch Variationen davon (z.B. Langloch, Vieleck mit rechten Winkeln). Im derzeitigen Entwicklungszustand können in der laufenden Produktion kreisrunde Objektkonturen vermessen werden. Das hier beschriebene System ist jedoch vom Design her prinzipiell in der Lage, Messobjekte weiterer Geometrietypen zu vermessen. Durch Überbestimmungen ergibt sich die Möglichkeit die erzielten Messergebnisse zu bewerten. In den Prozeßablauf ist eine automatische Kalibierung und Orientierung integriert, um Veränderungen an Kameras erfassen zu können und so die Genauigkeit des Messsystems sicherzustellen.</p>

2007

i3mainz - Jahresbericht 2007

2007

K Böhm, F Boochs, Kern, F., Klonowski, J., H Müller, Neitzel, F., M Schlüter, Zipf, A.

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i3mainz - Jahresbericht
<p>Das Institut ist als wissenschaftliche Einrichtung der Lehreinheit Geoinformatik und&nbsp;<span style="line-height: 1.538em;">Vermessung der Fachhochschule Mainz mit der Wahrnehmung von Aufgaben im Bereich&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">der angewandten Forschung und Entwicklung sowie des Technologietransfers im&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">fachlichen Umfeld der Geoinformatik und Vermessung beauftragt. Der größte Teil der&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">Projekte befasst sich mit der Gewinnung, Verarbeitung und Visualisierung&nbsp;</span><span style="line-height: 1.538em;">raumbezogener Daten verschiedenartigster Objekte.</span></p>
LOW-COST IMAGE BASED SYSTEM FOR NON-TECHNICAL EXPERTS IN CULTURAL HERITAGE DOCUMENTATION AND ANALYSIS

2007

F Boochs, H MĂĽller, G Heinz, Huxhagen, U.

Proceedings of the XXI International Symposium CIPA 2007, AntiCIPAting the future of the cultural past
<p>As it is widely known documentation is an important issue within the tasks of conservation, preservation and restoration of Cultural Heritage objects. In this context high-tech measuring methods which, at the same time, are located in the low-cost price segment, are of special interest. In this paper a special solution is presented, which preserves the potential of state-of-the-art photogrammetry and is simple enough to be used by non-technical experts on their own. The design of the system enables, e.g., scientists of the humanities to benefit from modern 3D measuring methods in their daily work without needing permanent support by technical professionals. The system consists of off-the-shelf digital cameras which actually have reached a high level of resolution, of image quality and of functionality, all at a reasonable price. Ease of use for measuring purposes is guaranteed by mounting one or two cameras on a specially developed space bar. The corresponding evaluation software allows for stereo-viewing on standard PC hardware, for various methods of stereophotogrammetric model referencing, for object digitizing as vector features, for data export as CAD data, for production of orthophotos and of true-scale object representations of curved surfaces. Two projects are reported for illustration of the system&rsquo;s application. The first project deals with the documentation of 500 caves in the Ukrainian area of Crimea, the second one gives an example for the application in the field of preservation of historical monuments in Germany. In both projects the stereophotogrammetric system was used as an integrated part within the full spectrum of modern metrology methods, comprising laser scanning, tacheometry, GPS and more.</p>
3D contour detection by means of a multi camera system

2007

F Boochs, Raab, C., SchĂĽtze, R., Traiser, J., Wirth, H.

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52nd IWK-Internationales Wissenschaftliches Kolloquium / Technische Universität Ilmenau
<p>In this paper we show a solution dedicated to measure spatial contours by means of multiple cameras. The contours allow to derive position and orientation, if necessary, of objects which have to be measured very precisely. The use of multiple cameras makes the system very flexible and robust. Set up, processing tasks and results of the system are presented.</p>

2006

Investigating the Influence of Ionizing Radiation on Standard CCD Cameras and a Possible Impact on Photogrammetric Measurements

2006

Marbs, A., F Boochs

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ISPRS Commission V Symposium - Image Engineering and Vision Metrology
<p>In the context of high precision metrology tasks in heavy radiated areas questions arose concerning the applicability of digital cameras for photogrammetric purposes under these special conditions. The background for this problem is the conceptual design of a particle accelerator. After initial installation some areas of the new facility will not be accessible due to an expected high level of neutron production and activation. Therefore a new remote-controlled survey and alignment system has to be developed. For this purpose close-range photogrammetry appears to be the most applicable technique.</p><p>But in technical literature hardly any research results can be found, concerning the influence of ionizing radiation on digital image sensors, particularly for photogrammetric use. Hence basic research as well as practical tests were carried out, to investigate the influence of neutron and gamma radiation on CCD sensors under photogrammetric aspects. The results show a significant influence of radiation on the image quality, but only for high gamma doses. Lower dose rates, as they are expected at the accelerator, are not going to be a serious problem. Further tests are planned.</p>
i3mainz - Jahresbericht 2006

2006

K Böhm, F Boochs, Klonowski, J., H Müller, M Schlüter, Zipf, A.

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i3mainz - Jahresbericht
<p>Das Institut ist als wissenschaftliche Einrichtung der Lehreinheit Geoinformatik und Vermessung der Fachhochschule Mainz mit der Wahrnehmung von Aufgaben im Bereich der angewandten Forschung und Entwicklung so wie des Technologietransfers im fachlichen Umfeld der Geoinformatik und Vermessung beauftragt. Der größte Teil der Projekte befasst sich mit der Gewinnung, Verarbeitung und Visualisierung raumbezogener Daten verschiedenartigster Objekte.</p><p>&nbsp;</p><p>&nbsp;</p>

2005

i3mainz - Jahresbericht 2005

2005

W Böhler, K Böhm, F Boochs, Klonowski, J., H Müller, M Schlüter, Zipf, A.

i3mainz - Jahresbericht
Objektvermessung auf der Basis von projizierten Punktwolken und Photogrammetrie (CloudPro)

2005

F Boochs

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Control - Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung
CloudPro steht für Cloud Projection und benennt ein Verfahrenskonzept, das der Bestimmung der räumlichen Geometrie von Oberflächen dient. Die zu vermessende Oberfläche wird mit einer optischen Projektion signalisiert und mit Kameras erfasst. Die erzeugten Bilder werden verschiedenen radiometrischen und geometrischen Rechenoperationen unterzogen, an deren Ende in jedem Bild eine Vielzahl erkannter Punktsignale vorliegt. Diese werden in einer simultanen Triangulation weiterverarbeitet, womit eine präzise und ausgewogene Bestimmung der Raumpositionen der Punktsignale möglich ist. Aus dieser Wolke diskreter Punkte kann abschließend die darin repräsentierte Oberfläche bestimmt werden.
A stereo system with adaptive pattern projection for the determination of object geometries

2005

LI W., F Boochs, MARZANI F., W Böhler, VOISIN Y.

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International Conference On Imaging
This paper presents a practical projector-camera based 3D object modelling system developed in our laboratories. The hardware consists of a computer, a video projector and at least two digital cameras. The 3D modelling of a real object is realized automatically by applying an adaptive spot projection technique. For each spot in the first image, an algorithm is applied to find its correspondence in the second one, thus a cloud of 3D points is finally generated by triangulation, which is necessary for the calculation of the geometry of the object. In the case that the surface of the object is irregular, an iterative optimization process is lanced to improve the 3D reconstruction speed and the precision of the reconstructed model.
Towards a Knowledge Model to Document and Select Algorithms and Processes in Cultural Heritage.

0

F Boochs, T Reich, A Trémeau, A Karmacharya, G Heinz, Z Kato, L Tamas, M Karaszewski, M Gerke, O Murphy

Traitement et Analyse de l’Information Méthodes et Applications, TAIMA, Hammamed, Tunisia, 11-16 May 2015