IAPG-JAHRESBERICHT 2011 - IAPG - Jade Hochschule

MASTERPROJEKTE
Anlage und Bestimmung eines Multisensornetzes
im Labor für optische 3D-Messtechnik
Im Rahmen dieses Projektes wurden Untersuchungen zur Umsetzung, Anlage und Genauigkeit eines künftigen
Multisensornetzes im 3D-Messlabor durchgeführt. Hierzu mussten verschiedenste Anforderungen an
das Multisensornetz beachtet werden, die sich aus den zukünftigen Aufgaben ergeben.
Eine Hauptaufgabe des Multisensornetzes soll es künftig
sein, terrestrische Laserscanner prüfen, vergleichen
und kalibrieren zu können. Aus diesen Ansprüchen ergeben
sich die wesentlichen Rahmenbedingungen an
das Netz, wie Verteilung der Zielzeichen und die Genauigkeit
ihrer 3D-Koordinaten. Als Zielzeichen für Laserscanner
kommen ProfiTargets der Firma Zoller+Fröhlich
zum Einsatz, die mit Hilfe eines eigens hierfür entwickelten
Prototypen, einer Adapterkombination, mit einer
Genauigkeit von ca. 50 µm im 3D-Raum bestimmt
werden können. Dies lässt sich durch die Verbindung
verschiedener Messverfahren realisieren. So wird zuerst
die Adapterkombination mit dem ProfiTarget als lokales
Koordinatensystem betrachtet und anschließend photogrammetrisch
erfasst. Anschließend erfolgt die taktile
Vermessung der Adapterkombination mit Lasertracker
und die Transformation der ProfiTargets in das übergeordnete
Koordinatensystem, das Multisensornetz.
Untersuchungen zum Genauigkeitspotential und
Anwendungsbereich einer 3D-TOF-Kamera
Eine 3D-TOF-Kamera (Time Of Flight Kamera) kann 3D-Koordinaten eines Messobjektes ermitteln, indem zusätzlich
zum herkömmlichen 2D-Bild eine Tiefeninformation zu jedem Pixel vorliegt. Im Rahmen dieser Arbeit
wurden Untersuchungen mit dem Modell PMD CamCube 3.0 durchgeführt.
TOF-Kameras werden derzeit in vielen Bereichen, wie
Medizin oder Fahrzeugsicherheit eingesetzt. Vorteile bestehen
vor allem in der kompletten dreidimensionalen
Erfassung ganzer Szenen pro Messung. So können aufgrund
der Aufnahmefrequenz auch dynamische Prozesse
erfasst werden.
Die Untersuchungen zur CamCube 3.0 fokussieren
sich in diesem Projekt auf die Fehlereinflüsse und die
erreichbare Messgenauigkeit. Untersucht werden Kameraeigenschaften,
wie Aufwärmzeit, Belichtungszeit und
Messrauschen der Distanzmessung. Zudem werden äußere
Einflüsse auf die Messgenauigkeit, wie variierende
Oberflächenfarben und variierende Entfernungen untersucht.
Die Erkenntnisse aus diesen Untersuchungen
münden in zwei Korrekturansätzen zur Steigerung der
Messgenauigkeit. Zum einen in Anlehnung an die HDR-
Fotografie, bei der für eine optimale Belichtung aller
Pixel gesorgt wird. Zum anderen mit Hilfe von Look-Up-
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Adapterkombination
mit ProfiTarget der Fa.
Zoller+Fröhlich
• Projektbeteiligte: Christian Jepping (B. Sc.) und
Christian Wülbern (B. Sc.)
• Betreuung durch Prof. Dr. Heinz Wübbelmann und
Dipl.-Ing. Heidi Hastedt
Tables, die Korrekturwerte für Streckenmessungen bereitstellen.
PMD CamCube 3.0 der Fa. PMD Technologies
• Projektbeteiligte: Christian Jepping (B. Sc.) und
Christian Wülbern (B. Sc.)
• Betreuung durch Prof. Dr. Thomas Luhmann und
Dipl.-Ing. Heidi Hastedt