Ableitung der Qualität der Distanzmessung von Laserscannern aus Intensitätswerten

Das terrestrische Laserscanning (TLS) stellt für viele Anwendungsfelder, wie z. B. die Deformationsanalyse und die 3D Objekterfassung, ein Standardverfahren dar. In der industriellen Produktion kommt verstärkt, wegen seiner hohen Effizienz, bei der Qualitätsüberprüfung TLS zum Einsatz. Hierbei gelten teilweise sehr hohe Genauigkeitsanforderungen (σ3D = 1 mm) an eine 3D-Objekterfassung. Um nachzuweisen, dass die erfassten Daten den Vorgaben entsprechen ist eine Unsicherheitsmodellierung der 3D-Objekterfassung durchzuführen. Als Messgrößen werden dabei für jeden Punkt die horizontale Richtung, der Vertikalwinkel, die Schrägstrecke und die zurückgestrahlte Signalstärke (Intensitätswert) erfasst. Die beiden letztgenannten bildet den Fokus dieser Arbeit, welche das Ziel hat einen funktionalen Zusammenhang zwischen der Streckenmessunsicherheit und der erfassten Intensität abzuleiten. Zum Einsatz kommt dabei als Laserscanner der Z+F IMAGER 5016. Aufgrund der Tatsache, dass zwischen der Signalstärke und dem Messrauschen ein inhärenter Zusammenhang besteht, ist es möglich ein intensitäts-basiertes stochastisches Modell für die Streckenmessung abzuleiten. Dazu werden Paneele (1 m x 1 m) mit unterschiedlichen Graustufen in unterschiedlichen Distanzen und Ausrichtungen im 2D-Modus erfasst. Das wesentliche Ziel stellt die Abdeckung des gesamten Intensitätsbereich dar. Die Messungen bilden die Grundlage für die Ableitung eines funktionalen Zusammenhangs zwischen den Intensitätswerten und den Standardabweichungen der Streckenmessung. Auf Basis der durchgeführten Untersuchungen, der entwickelten Auswerteansätze und des ermittelten intensitäts-basierten stochastischen Modells erfolgt abschließend eine kritische Bewertung der Ergebnisse.