Inhaltszusammenfassung

Selbstkalibrierung und Strichkreuzverfolgung mittels einer modularen digitalen bildgebenden Totalstation. Die Kombination einer geodätischen Totalstation mit einer digitalen Kamera eröffnet die Möglichkeit der digitalen Bildanalyse der aufgenommenen Bilder zusammen mit der Winkelmessung. Im Allgemeinen wird eine solche Kombination als Image Assisted Total Station (IATS) bezeichnet. Der am i3mainz entwickelte Prototyp einer IATS namens MoDiTa (Modular Digital Imaging Total Station) ist so konz...Selbstkalibrierung und Strichkreuzverfolgung mittels einer modularen digitalen bildgebenden Totalstation. Die Kombination einer geodätischen Totalstation mit einer digitalen Kamera eröffnet die Möglichkeit der digitalen Bildanalyse der aufgenommenen Bilder zusammen mit der Winkelmessung. Im Allgemeinen wird eine solche Kombination als Image Assisted Total Station (IATS) bezeichnet. Der am i3mainz entwickelte Prototyp einer IATS namens MoDiTa (Modular Digital Imaging Total Station) ist so konzipiert, dass eine bestehende Totalstation oder ein Tachymeter mit nur wenigen Handgriffen um eine Industriekamera erweitert werden kann. Die Ad-hoc-Erweiterung des Messsystems eröffnet weitere Anwendungsbereiche für bestehende kommerzielle Messsysteme wie hochfrequente Zielerfassung, Autokollimations-aufgaben oder die Verfolgung bewegter Ziele. MoDiTa wird direkt vor Ort mittels Bildverarbeitungs- und Ausgleichungsmethoden kalibriert. Die Fadenkreuzebene wird für jedes Bild erfasst und liefert identische Punkte sowohl im Kamerabild als auch im Referenzbild. Da die Kamera jedoch nicht exakt koaxial montiert ist und eine Bewegung der Kamera nicht auszuschließen ist, wird die Kamera während der gesamten Messung kontinuierlich beobachtet. Verschiedene Bildverarbeitungsalgorithmen bestimmen während der Messung das Fadenkreuz im Bild und vergleichen diese Ergebnisse, um Bewegungen zu erkennen. Im Folgenden werden die Selbstkalibrierung und die Methoden der Fadenkreuzerkennung sowie der notwendige Abgleich erläutert. Anhand exemplarischer Ergebnisse wird gezeigt, inwieweit die Parameter der Selbstkalibrierung auch dann gültig bleiben, wenn sich der Abstand und damit der Fokus zwischen Instrument und Zielobjekt ändert. Damit ist eine Kalibrierung für unterschiedliche Entfernungen anwendbar und erspart bei typischen Anwendungen die Wiederholung der zeitraubenden Kalibrierungen. The combination of a geodetic total station with a digital camera opens up the possibilities of digital image analysis of the captured images together with angle measurement. In general, such a combination is called image-assisted total station (IATS). The prototype of an IATS called MoDiTa (Modular Digital Imaging Total Station) developed at i3mainz is designed in such a way that an existing total station or a tachymeter can be extended by an industrial camera in a few simple steps. The ad hoc conversion of the measuring system opens up further areas of application for existing commercial measuring systems, such as high-frequency aiming, autocollimation tasks or tracking of moving targets. MoDiTa is calibrated directly on site using image-processing and adjustment methods. The crosshair plane is captured for each image and provides identical points in the camera image as well as in the reference image. However, since the camera is not precisely coaxially mounted and movement of the camera cannot be ruled out, the camera is continuously observed during the entire measurement. Various image-processing algorithms determine the crosshairs in the image and compare the results to detect movement. In the following, we explain the self-calibration and the methods of crosshair detection as well as the necessary matching. We use exemplary results to show to what extent the parameters of self-calibration remain valid even if the distance and thus the focus between instrument and target object changes. Through this, one calibration is applicable for different distances and eliminates the need for repeated, time-consuming calibrations during typical applications.» weiterlesen» einklappen

Autoren

Klassifikation

DFG Fachgebiet:
Geophysik und Geodäsie

DDC Sachgruppe:
Ingenieurwissenschaften