Tachymeter unterstütztes digitales Aufmaß von Gebäuden

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moderator germa...
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Tachymeter unterstütztes digitales Aufmaß von Gebäuden

Hallo Forum,

ich experimentiere zur Zeit mit den Scandaten eines FARO Scanners unterstützt durch tachymetrisch gemessene Referenzpunkte. Die registrierten Daten sollen dann in AutoCAD weiterverarbeitet werden. Nach dem Durchlauf des Standardarbeitsablaufs ergeben sich nach der Konstellationssuche rot markierte Abweichungen in der Tabelle der Residuen, die sich auch durch Korrekturen nicht immer verbesssern, sondern häufig auch verschlechtern.

Kann mir jemand kurz die Bedeutung und Auswirkung der Begriffe Residuen und Varianz (im Protokoll) erklären?

was bedeuten sie für die Genauigkeit des Gesamtmodells?

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MarioHoheisel
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Antwort von Dr. Richard Steffen

Hallo, ich habe die Frage an Dr. Richard Steffen (Geschäftsführer: PointCab GmbH) weitergeleitet und folgende Antwort von ihm bekommen.

Die Registrierung in PointCab ist eine merkmalsbasierte Registrierung und besteht im wesentlich aus 3 Schritten:

1. Schritt: Suche der Kugeln und/oder Zielmarken als 3D Punkte in jedem Scan (unabhängig). Sie können diese auch manuell messen.

2. Schritt: Konstellationssuche um Näherungswerte für die Scan Positionen zu berechnen und gleichzeitig ein und die selbe Kugel/Zielmarken/Punkte in unterschiedlichen Scans zuzuorden. Dies ist im Allgemeinen der Fehleranfälligste Schritt. Sie können die Zuordnung über die selebn Namen auch per Hand erzwingen.

3. Schritt: Optimierung der Registrierung durch eine kleinste Quadrate Ausgleichung unter berücksichtigung der Genauigkeiten.

In Schritt 2 werden schon Residuen berechnet. Sobald die Positionen (auch näherungsweise) vorliegen, haben ein und dieselbe Kugel aus unterschiedlichen Scans natürlich durch Restfehler unterschiedliche globale Koordinaten. Die Residuen sind die Abweichungen vom gewichteten Mittel dieser Koordinaten. Die Ausgleichung führt eine Minimierung der Residuen durch und optimiert dabei die Positionen (als auch Rotation) der Scanstandpunkte. Dabei werden die eingestellten Genauigkeiten der unterschiedlichen Beobachtungen (a-priori) berücksichtigt. Da jedes Messgerät gewisse Fehlertoleranzen hat, werden diese niemals exakt 0.0 sein können. Wir visualisieren die Residuen farblich von Grün über Gelb nach Rot. Wenn die Residuen über 10 Fach der eingestellten Genauigkeit sind, weden diese als Rot markiert als Hinweis dass hier etwas nicht gut zusammenpasst oder die Annahme über die Genauigkeit (a-prior) nicht stimmt.

Im Protokoll gibt es noch den Geschätzten Varianzfaktor. Multiplizieren Sie diesen mit der A-priori Genauigkeit, so erhalten Sie die geschätzte Genauigkeit Ihrer Beobachtung. Verwenden Sie Kugeln, so sollten die Residuen bei einem guten Projekt unter 3mm sein.
Wir haben uns mit der Qualitätsmatrix einen Hinweis zur internen Genauigkeit Ihrer Ausgleichung einfallen lassen. Sie sehen, dass diese Quadratisch ist und einen Wert zwischen den Einzelnen Scans darstellt. Der schlechteste Wert ist immer Rot (makimaler Wert in der Legende darunter). Der Wert besagt, wie genau einen Strechenmessung zwischen einem Punkt im ersten und einem Punkt im zweiten Scan circa wäre.
Wie genau Ihre Registrierung ist, hängt sehr stark von Ihrem Projekt (der Netzkonfiguration) ab.

Bei großen Projekten empfehlen wir immer das Einführen eines Tachymeter-Referenznetzes.

Beste Grüße
Mario
LSE-Team