StudiumAbschlussarbeiten
Visualisierung von Genauigkeitsinformationen in 3D-Punktwolken

Visualisierung von Genauigkeitsinformationen in 3D-Punktwolken

Betreuung:  Ingo Neumann
Bearbeitung:  Johannes Bureick
Jahr:  2008
Laufzeit:  2008
Ist abgeschlossen:  ja

Die Lasermesstechnik ist seit ihrer Markteinführung vor einigen Jahren zu einem integralen Bestandteil der geodätischen Sensorik geworden. Insbesondere ihre hohe räumliche Auflösung ermöglicht den Einsatz bei einer Vielzahl von Messaufgaben zur Erfassung von flächenhaften, linienhaften undpunktförmigen Objekten und Bewegungen. Als Ergebnis der Aufnahmen stehen zeitlich und/oder räumlich hochauflösende Punktwolken für die Nutzer zur Verfügung. Für eine schnelle und intuitiveBeurteilung der möglichen Einsatzbereiche der Punktwolke ist die Kenntnis der erreichten Genauigkeiten
besonders wichtig.
In dieser Bachelorarbeit ging es daher um die visuelle Darstellung von Genauigkeitsinformationen einer
mit einem Laserscanner aufgenommenen 3D-Punktwolke. Zu diesem Zweck wurde ein funktionales und
stochastisches Modell für die Ableitung der benötigten Genauigkeitsinformationen erarbeitet; die
Ergebnisse verschiedener Visualisierungsmöglichkeiten wurden kritisch beurteilt. Zur Ableitung der
Genauigkeiten wurden die folgenden Einflussfaktoren berücksichtigt:

  • Intensität
  • Auftreffwinkel
  • Streckenunsicherheiten (entfernungsabhängige und konstante Einflüsse)
  • Unsicherheiten in der Winkelmessung

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Abbildung: Genauigkeit einer 3D-Punktwolke: Bereiche mit schlechten Genauigkeiten sind in rot, solche mit guten Genauigkeiten in grün dargestellt.

In dieser Arbeit wurden im Wesentlichen zwei Möglichkeiten zur Ableitung der Genauigkeiten herangezogen: Zum einen wurden Herstellerangaben genutzt und zum anderen kamen Methoden der Regressionsanalyse zum Einsatz, wenn umfangreichere empirische Geräteuntersuchungen zur Verfügung standen. Die entwickelten Ansätze wurden in Matlab implementiert und anhand exemplarischer Datensätze der Zoller und Fröhlich Laserscanner „Imager 5003/5006“ erfolgreich getestet (vgl. auch die Abbildung).