148. dvw-seminar: uav 2016 - photo-based-scanning als...

19.02.2016 148. DVW- Seminar – UAV 2016 – Vermessung mit unbemannten Flugsystemen 1

Photo-based-scanning als Erweiterung des ingenieurgeodätischen Leistungsspektrums Ulrich Völter

Photo-Based-Scanning als Erweiterung des ingenieurgeodätischen

Leistungsspektrums

19.02.2016 Ulrich Völter - intermetric GmbH 2

148. DVW- Seminar – UAV 2016 Vermessung mit unbemannten Flugsystemen

Ulrich Völter intermetric GmbH



Formeln


Definition: Seien A die Aufnahmefähigkeit β das Hausbier Φ die Formeln

Satz: A(Φ) ~ 1

A(β)

In Worten: Die Aufnahmefähigkeit von Formeln ist reziprok proportional zur Aufnahmefähigkeit von Hausbier am Vorabend.

Beweis: Per Akklamation ;-)




Messablauf Photo-Based-Scanning


3D-Vermessung

Freie Bildverbände

Photo-based-scanning

Laserscanning - UAV-Vermessung

- Befliegung

- Drohnenvermessung

- Nahbereichsphotogrammetrie

- terrestrische Photogrammetrie

Punktwolke, Orthophoto, Vermaschung

DGM, Planwerk, Modell

Begrifflichkeiten



Spiegelreflexkamera, Vollformat, 24mm Festbrennweite

Quelle: Nikon

Merkmalsidentifikation, Innere und Äußere Orientierung

Quelle: IfP Uni Stuttgart 19.02.2016 Ulrich Völter - intermetric GmbH 9



Aufnahmekonfiguration

Quelle: IfP Uni Stuttgart

Aufnahmekonfiguration

Quelle: IfP Uni Stuttgart, intermetric GmbH



Bedingungen an Umgebung und Objekt

• Lichtverhältnisse – keine

Schlagschatten

• Wetterbedingungen

• Sichtbarkeit – kein Bewuchs

• Zugänglichkeit

• Sichtbare Struktur – nicht einfarbig

– nicht richtungsabhängig

• Matte Oberfläche

• Kontrast

• Erkundung und Vermarkung von Standpunkten – Klebemarke, Farbmarkierung, Coded Targets

• photogrammetrische Erfassung

• tachymetrische Netzmessung / Passpunktmessung

• UAV-Vermessung

• GPS-gestützte Passpunktmessung

Messablauf – Außendienst




• Zusammenstellen der Bildverbände – Rechenleistung, Speicherbedarf

• Netzausgleichung / Passpunktberechnung

• Relative Zuordnung der Bilder

• Dense Image Matching

• Export in entsprechende Formate

• Zwischenergebnisse – Orthophoto, Punktwolke, Vermaschung

• Ausarbeitung als Plan / Modell

Datenverarbeitung – Innendienst


• Felshangsicherung

• Gleisanlagen (Bahnübergänge)

• Damm- und Deichbereiche

• Strommasten

• Fassadenaufnahme / Bestandsdokumentation

• Deformationsvermessung

• Massenermittlung

• Industrie: Reverse Engineering / Qualitätssicherung

• Architektur (Modellierung)

• Flächenmanagement

• Landwirtschaft (Agrarfläche, Rebflächen…)

• Tagebau (Bruchkanten)

Anwendungsgebiete




Helsa


Projekt BAB A44 – Verlängerung Kassel – Herleshausen

Quellen: Wikipedia, hessen.mobil.de



Projekt BAB A44 – Verlängerung Kassel – Herleshausen Kosten

Quelle: Wikipedia

Kammmolchmännchen – Umfangreiche Umweltschutzmaßnahmen

Quelle: Wikipedia



Beteiligung der intermetric GmbH

• Tunnel Hirschhagen – ca. 4.200 m, 2 Röhren – Bauvermessung

• Durchschlag am 10.02.16 • Durschlags“fehler“: 1,5cm

– Monitoring der querenden Bahnstrecke

• Tunnel Küchen – ca. 1350 m, 2 Röhren – Bauvermessung

• Durchschlag am 13.08.14

• Abschnitt bei Helsa – Urgeländeaufnahme

Urgeländeaufnahme



UAV auf Startrampe

• Bilder von der UAV-Aufnahme

UAV Startet



UAV fliegt hoch

Einfangen des UAV



Bildverband und Punktwolke

• Bild von der Bildanordnung

Ground Control Points

• Ground Control Points

– gut verteilt über das Aufnahmegebiet

– nicht zu nah am Rand

– Mittlere Genauigkeit ca. 4cm



Vergleich GPS- / UAV-Aufnahme

• Hohe durchschnittliche Übereinstimmung

• Abweichungen bis 0,2m auf Grund höherer Auflösung der UAV-Aufnahme

• Rote Abweichungen > 0,5m auf Grund im GPS-Modell nicht berücksichtigter Aufschüttungen.

Sessel H57




Sessel H57

Fotogrammetrische Aufnahme des Sessels H57 mit coded Targets



Punktwolke aus Fotoscan

Vermaschung des Sessels H57



Vermaschung, .STEP-Datei, Differenzen

Felshänge




Felssicherung, Zollernalbbahn

Tachymetrische Aufnahme der Ankerpunkte



Tachymetrische Aufnahme der Ankerpunkte

Fotogrammetrische Aufnahme – Aufnahmegeometrie



Aufnahmegeometrie, Passpunkte, Orthofoto

Punktwolke an einem Tunnelportal



Grabkapelle


Die Liebe höret nimmer auf

Die Grabkapelle auf dem Württemberg ist die Ruhestätte des Württembergischen Königspaars Kathatina Pawlowa und Wilhelm I, der den Stammsitz seiner Familie schleifen ließ um seiner beim Volk beliebten und segensreichen Gemahlin den schönsten Platz im Reich als Ruhestätte erbauen zu können.



Details

3D Erfassung und Modellierung der Büsten



Netzmessung und Laserscanning im Inneren

Scans mit Rerenzpunkten



Die Ausrüstung

• Oktokopter • Canon EOS 5D Mark II, 24mm • separate Steuerungen

– Flugsteuerung – Fotoauslösung

• Flugzeit ca. 9 Min • 5 Batteriesätze

UAV-Befliegung



Flug

Berechnen der Punktwolke



Punktwolke aus Photo-Based-Scan und Laserscanning

Die Punktwolke der Grabkapelle



Grabkapelle auf dem Württemberg, Stuttgart – 3D-Modellierung

Grabkapelle auf dem Württemberg, Stuttgart – 3D-Modellierung



Film

Rittersturz




Felshang Rittersturz bei Koblenz

• 100 m hoch 300 m breit • Neigung 45° bis 90° • 4 Flüge • 27 Bodenpunkte • 300 Bilder, 4,8GB Daten • 65 Mio Punkte, • 1,48 cm Bodenauflösung • 3h Aufnahmedauer • 3 Tage Projektdauer

Danke für Ihre Aufmerksamkeit


148. dvw-seminar: uav 2016 - photo-based-scanning als...

Documents