TU Darmstadt / ULB / TUprints

Entwicklung von Verfahren zur rechnergestützten Verknüpfung von Bild- und Laserscandaten auf Basis von Passobjekten

Schilling, Kathrin :
Entwicklung von Verfahren zur rechnergestützten Verknüpfung von Bild- und Laserscandaten auf Basis von Passobjekten.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2013)

[img]
Preview
Text
Diss_KSchilling_online.pdf
Available under Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives, 2.5.

Download (21MB) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Entwicklung von Verfahren zur rechnergestützten Verknüpfung von Bild- und Laserscandaten auf Basis von Passobjekten
Language: German
Abstract:

Aufgrund der komplementären Eigenschaften von Bild- und Scandaten werden zunehmend digitale Photogrammetrie und terrestrisches Laserscanning simultan für die Erfassung und Dokumentation dreidimensionaler Objekte verwendet. Ihre gemeinsame Nutzung erfordert die Korrespondenzherstellung zwischen den unterschiedlichen, heterogenen Datentypen und die Verknüpfung gleicher Datentypen verschiedener Aufnahmestandpunkte. Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren nutzt spezielle Passobjekte, um bessere Bedingungen für eine Korrespondenzherstellung zu schaffen. Der Schwerpunkt liegt dabei in der Verknüpfung der Scandaten. Die Eckpunkte von Würfeln werden als Passpunkte zur Bestimmung der Transformationsparameter verwendet. Die Zerlegung des Würfels in seine Einzelelemente (Ebenen, Kanten, Eckpunkte) und die Extraktion der Würfeleckpunkte erfolgt mittels eines RANSAC-Algorithmus sowie der Ausgleichung und Verschneidung der Würfelebenen auf Basis eines topologischen Modells. Dieses erlaubt durch seine Eindeutigkeit die Bestimmung der räumlichen Ausrichtung des Würfels. Die Genauigkeit der berechneten Würfelgeometrie hängt in erster Linie von der Aufnahmeentfernung ab. Für eine Distanz <10m werden maximale Längenabweichungen der Raum- und Flächendiagonalen der Würfel von 4mm erhalten. Die berechneten Werte für die Transformationsparameter bei der Verknüpfung der Scandaten sind vergleichbar mit den Resultaten bestehender Verfahren zur Registrierung von Scandaten. In Abhängigkeit von der Aufnahmekonfiguration betragen die Restklaffungen der Passpunkte bis zu 5mm. Im Gegensatz zu bestehenden Verfahren werden mit nur einem Würfel bereits gute Näherungswerte für die Transformationsparameter erhalten. Die Bestimmung der Würfeleckpunkte aus den Scandaten schafft zugleich gute Voraussetzungen für eine Verknüpfung mit den Bilddaten, die unabhängig von der Position des Scannerstandpunktes aufgenommen werden können.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Images and scans have complementary characteristics. Therefor the simultaneous use of Digital Photogrammetry and Terrestrial Laser Scanning for capturing and documentating 3D-objects has increased. However, their common use requires both the fusion of heterogeneous data from different sources and homogeneous data measured from different viewpoints. The developed method uses particularly designed tie objects, in order to create better conditions for correspondence. The main focus is on the registration of the scan data. The vertices of cubes are used as control points for the estimation of the registration parameters. The segmentation of the cube in its several components (planes, edges, vertices) and the extraction of the vertices are realized by a RANSAC algorithm as well as the adjustment and intersection of the planes based on a topological model. Due to the uniqueness of this model, the determination of the spatial orientation of the cube is possible. The accuracy of the computed cube geometry depends primarily on the distance. For a distance <10m, the maximum deviations of the space and surface diagonals are 4mm. The results of the values of the registration parameters are comparable to the results obtained by existing methods. Depending on the scan configuration the residuals at the control points are <5mm. In contrary to existing procedures, one cube delivers already good approximate values for the transformation parameters. At the same time, the determination of the cube vertices from the scan data lays good basis to link scan data with photogrammetric images, which can be captured by an external camera, independent from the position of the scanner.English
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
Date Deposited: 05 Feb 2013 11:50
Last Modified: 05 Feb 2013 11:50
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-32411
Referees: Gerstenecker, Prof. Carl and Boochs, Prof. Frank and Eichhorn, Prof. Andreas
Refereed: 23 March 2012
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3241
Export:
Actions (login required)
View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year