Bestimmung und Visualisierung von Qualitätsparametern beim terrestrischen Laserscanning Dipl.-Ing. Ulrich Stenz, Axel Timmen B.Sc., Prof. Dr.-Ing. Ingo Neumann Motivation Im Rahmen des Projektes Mobile virtuelle Erfassung zur Qualitätsanalyse und QuaD Darstellung von Punktwolken in 3D (MoVE ) spielt die hochgenaue Erfassung von lärmschutzrelevanten Bauteilen eine entscheidende Rolle. Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist die Bestimmung des Qualitätsparameters Genauigkeit direkt im Anschluss an die Messung in Nahe-Echtzeit. Die Genauigkeit des terrestrischen Lasercannings ist dabei abhängig von einer Vielzahl unterschiedlicher Faktoren, die sowohl von der Messkonfiguration (Distanz zum Aufnahmeobjekt, Auftreffwinkel), der Beschaffenheit des Aufnahmeobjektes (Farbe, Material, Oberflächenbeschaffenheit) als auch den Eigenschaften des Instrumentes (Instrumentenfehler, Kalibrierung) abhängen. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, kommen zwei Verfahren zur Anwendung: Abbildung 1: Referenzgeometrien erfasst mit Leica T-Scan5 1. Verfahren: Qualitätsanalyse anhand von Referenzgeometrien mit übergeordneter Genauigkeit 2. Verfahren: Qualitätsanalyse anhand der Intensitätswerte des Laserscanners [Wujanz, D., „Terrestrial Laser Scanning for Geodetic Deformation Monitoring, 2016] Abbildung 2: Geometrievergleiche und M3C2-Distanzen (T-Scan5 vs. TLS) Qualitätsanalyse anhand von Referenzdaten mit übergeordneter Genauigkeit (Laboruntersuchung) Voraussetzung: Referenzgeometrien erfasst mit übergeordneter Genauigkeit Abbildung 3: Standardabweichung der Distanzmessung in Abhängigkeit von Entfernung, Intensität, Filterindex [i] und Objektfarbe à Einmessung der Referenzgeometrien mit Leica AT960LR und Leica TScan5 mit einer Genauigkeit von 100µm und besser (Abb. 1) à Cloud2Cloud Distanz (M3C2) und Vergleich geometrischer Parameter (Abb. 2) Vorteile: à Trennung der Auswirkungen der genauigkeitsbeeinflussenden Faktoren, hochgenaue Vergleichswerte Nachteile: à Abbildung 3 Geringe Entfernung zum Aufnahmeobjekt, Messung im Labor, nicht Echtzeitfähig Qualitätsanalyse anhand der Intensitätswerte des Laserscanners (Feldverfahren in Nahe-Echtzeit) Voraussetzung: Bestimmung der gerätespezifischen Parameter a und b unter Laborbedingungen im 1D- Messmodus des Laserscanners (Abb. 3) für das stochastische Modell ( 𝜎𝑠 = 𝑎 ∙ 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡ä𝑡𝑏 ) Vorteile: à Direkt anwendbar auf alle erfassten Punktwolken im Feld, Auswertung und Visualisierung in Nahe-Echtzeit Abbildung 4: Genauigkeitsklassen direkt abgeleitet aus den Intensitätswerten Nachteile: Einsatz der Verfahren im Projekt MoVEQuaD à Qualitätsanalyse anhand von Referenzgeometrien mit übergeordneter Genauigkeit à Planung und Festlegung der optimalen Aufnahmekonfiguration für das jeweilige Messobjekt anhand des eingesetzten Instruments und der Objekteigenschaften Qualitätsanalyse anhand der Intensitätswerte des Laserscanners à Auswertung der Messung vor Ort in Nahe-Echtzeit à Visualisierung des Qualitätsparameters Genauigkeit in frei wählbaren Genauigkeitsklassen (Abb. 4) Keine Trennung der unterschiedlichen Einflussfaktoren Geodätisches Institut Ansprechpartner Ingenieurgeodäsie und geodätische Auswertemethoden Dipl.-Ing. Ulrich Stenz Telefon: +49 511 762 4180 Mail: [email protected] Prof. Dr.-Ing. Ingo Neumann Nienburger Str. 1 30167 Hannover www.gih.uni-hannover.de
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