Optimierung der 6-DoF Bestimmung im Zuge der Kalibrierung eines k-TLS basierten Multi-Sensor-Systems

In der Industrievermessung z. B. im Schiffbau erfolgt eine exakte Erfassung der Geometrie von 3D-Objekten zunehmend durch kinematisches terrestrisches Laserscanning (k-TLS). Um die hohen industriellen Genauigkeitsanforderungen (±1mm) zu erreichen, sind entsprechende Multi-Sensor-Systeme (MSS) und Auswertealgorithmen zu entwickeln. Die Voraussetzung für eine Objektaufnahme mit einem k-TLS basierten MSS, welche den industriellen Genauigkeitsanforderungen entspricht, ist eine hochgenaue Bestimmung von Position und Orientierung des Laserscanners. Um dies zu gewährleisten wird ein Lasertracker (Leica AT960) in Verbindung mit einer T-Probe verwendet. Mit dem Lasertracker wird das Referenzpunktfeld der T-Probe, welche am Laserscanner adaptiert ist, angemessen. Das Koordinatensystem der T-Probe ist gegenüber dem des Laserscanners dreidimensional verschoben und verdreht.

Der Prozess zur Bestimmung der relativen Position und Orientierung (Pose) wird 6-DoF (Degrees of Freedom) Kalibrierung genannt. Eine Möglichkeit die 6-DoF (drei Translationen und drei Rotationen) hochgenau zu bestimmen besteht in der gemeinsamen Erfassung von Referenzgeometrien (Referenzebenen-basiertes Modell) durch den Lasertracker und den Laserscanner. Eine weitere Variante um 4 der 6-DoF zu bestimmen, stellt die Verwendung von hochgenauen Lasertrackermessungen zur T-Probe dar, welche auf einem Kreisbogen um die Stehachse des Laserscanners bewegt wird (Kreisbedingung-basiertes Modell). Wesentlicher Vorteil hierbei ist, dass auf die Laserscannermessungen verzichtet wird und ausschließlich die hochgenauen Lasertrackermessungen zur T-Probe verwendet werden.