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Photogrammetrische Grundlagen

AXIOS 3D Trackingsysteme sind optoelektronische Messsysteme auf Basis photogrammetrischer Verfahren (Nahbereichsphotogrammetrie). Um verständlich zu machen, wie unsere Systeme funktionieren, werden hier die grundlegenden Schritte beschrieben:

Photogrammetrie

Photogrammetrie ist die Messung in zweidimensionalen Bildern. Aus den gemessenen Bildinformationen können in der Folge räumliche Positionen, Lage und und Dimensionen von Objekten im Raum berechnet werden.

Optische Messsysteme

Optische Messsysteme lassen sich aufgrund ihrer Funktionsweise in die folgenden Kategorien unterteilen: :
  • Laufzeitverfahren (TOF)
    Laufzeitmessungen des Lichts (Time of Flight) ermöglichen eine direkte Messung von Entfernung und Richtung eines oder vieler 3D-Messpunkte einer Oberfläche. Die Messqualität ist stark abhängig von Neigung und Beschaffenheit des zu messenden Objekts.
  • Aktiv signalisierende Systeme
    Diese Systeme erzeugen ihre Signalisierungen aktiv, z.B. durch strukturiertes Licht, indem die zur Messung nötigen Signalisierungen oder Muster auf Messobjekte projiziert werden. Ein Verfahren dieser Klasse ist die Streifenprojektion.
  • Nicht aktiv signalisierende Systeme
    Systeme dieser Art nutzen diskrete/ eindeutige Objektmerkmale oder künstlich angebrachte Merkmale (Messmarken) als Signalisierung. AXIOS 3D Trackingsysteme zählen zu dieser Gruppe.

Messpunkte

Signalisierungen von Messpunkten können neben Bohrlöchern und Objektkanten auch selbst leuchtende, retroreflektierende oder auch diffus reflektierende (z.B. weiße) Marken sein. Einzelne Marken werden als Messpunkte erkannt. Sind die Signalisierungen in einer bekannten Geometrie angeordnet, werden diese Punktgruppen erkannt und können zur Identifizierung von Objekten eingesetzt werden.

Der Messablauf

Zunächst werden - bei Stereo- oder Mehrkameramesssystemen streng synchron - Bilder aufgenommen (eingezogen). In den aufgenommenen und abgespeicherten Bildern werden nun grob Messpunkte identifiziert. Auf Basis von Form und Größe können bereits auf dieser Ebene Ausreißer aussortiert werden.
Mithilfe der Triangulation werden nun die 3D-Koordinaten der Messpunkte berechnet. Die Berechnung der räumlichen Position einzelner Punkte ist z.B. mit Stereo-Trackingsystemen wie dem CamBar B1 oder dem CamBar B2, nicht aber mit Einzelkamerasystemen möglich.
Werden bekannte Punktgruppen (Lokatoren) identifiziert, können die Informationen z.B. zur Ausrichtung von Objekten im Raum und zueinander genutzt werden.