AT524402A1 - Method and mobile measuring system for measuring an infrastructure component, in particular a track structure component - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Vermessen eines Infrastrukturbauteils (1), insbesondere eines Gleisstrukturbauteils, umfasst die Schritte: Bereitstellen eines mobilen Messsystems (2) mit einer Stereokamera (11), Anordnen des Messsystems (2) an dem Infrastrukturbauteil (1), Erfassen mindestens eines Bildpaares von dem Infrastrukturbauteil (1) mittels der Stereokamera (11), Bestimmen einer Relativposition mindestens eines an das Infrastrukturbauteil (1) gekoppelten Messpunkts (37, 38, 39, 40, 41) anhand des mindestens einen Bildpaares, und Bestimmen einer Verformung des Infrastrukturbauteils (1) anhand der mindestens einen Relativposition und/oder Erfassen einer Messposition des Messsystems (2) in einem globalen Koordinatensystem (30).A method for measuring an infrastructure component (1), in particular a track structure component, comprises the steps: providing a mobile measuring system (2) with a stereo camera (11), arranging the measuring system (2) on the infrastructure component (1), capturing at least one pair of images the infrastructure component (1) using the stereo camera (11), determining a relative position of at least one measuring point (37, 38, 39, 40, 41) coupled to the infrastructure component (1) using the at least one pair of images, and determining a deformation of the infrastructure component (1 ) based on the at least one relative position and/or detecting a measurement position of the measurement system (2) in a global coordinate system (30).
Description
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Verfahren und mobiles Messsystem zum Vermessen eines Infrastruk-Method and mobile measuring system for measuring an infrastructure
turbauteils, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils structural component, in particular a track structural component
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen eines Infrastrukturbauteils, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils. Ferner betrifft die Erfindung ein mobiles Messsystem zum Vermessen eines Infrastrukturbauteils, The invention relates to a method for measuring an infrastructure component, in particular a track structure component. Furthermore, the invention relates to a mobile measuring system for measuring an infrastructure component,
insbesondere eines Gleisstrukturbauteils. in particular a track structure component.
Ein Verfahren und ein Messsystem zum optischen Erfassen von Festpunkten neben einem Gleis sind aus AT 518579 A1 bekannt. Das Messsystem ist an einem auf einem Gleis verfahrbaren Messwagen angeordnet und umfasst ein Stereokamerasystem zum Erfassen von Bildpaaren der seitlichen Umgebung des Gleises. Mittels der Bildpaare wird die Position von Festpunkten in der Umgebung bestimmt, woraus auf die Position des Messwagens zurückgeschlossen wird. Anhand der ermittelten Position des Messwagens erfolgt eine Driftkorrektur von Positionsdaten, die mit einer Träg-A method and a measuring system for the optical detection of fixed points next to a track are known from AT 518579 A1. The measuring system is arranged on a measuring car that can be moved on a track and includes a stereo camera system for capturing image pairs of the lateral surroundings of the track. The position of fixed points in the area is determined by means of the pairs of images, from which the position of the measuring vehicle can be deduced. Based on the determined position of the measuring carriage, a drift correction of position data is carried out, which is carried out with an inertial
heitsmesseinrichtung bestimmt werden. be determined.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Vermessen eines Infrastrukturbauteils, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils, zu schaffen, das insbesondere sehr wirtschaftlich ausführbar, flexibel It is an object of the invention to create an improved method for measuring an infrastructure component, in particular a track structure component, which in particular can be carried out very economically and is flexible
einsetzbar und hinsichtlich der Messergebnisse präzise ist. can be used and is precise in terms of the measurement results.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es wurde erkannt, dass ein Infrastrukturbauteil mittels eines mobilen Messsystems mit einer Stereokamera in besonders präziser, wirtschaftlicher und flexibler Weise vermessen werden kann. Das Bestimmen der Verformung des Infrastrukturbauteils anhand der mindestens einen This object is achieved by a method having the features of claim 1. It was recognized that an infrastructure component can be measured in a particularly precise, economical and flexible manner using a mobile measurement system with a stereo camera. Determining the deformation of the infrastructure component based on the at least one
Relativposition ermöglicht es, Rückschlüsse auf die Beanspruchung des Relative position makes it possible to draw conclusions about the stress on the
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Infrastrukturbauteils, insbesondere beim Transport und/oder im verbauten Zustand, zu ziehen. Das Erfassen der Messposition des Messsystems in dem globalen Koordinatensystem gewährleistet eine besonders präzise Bestimmung der Anordnung des Infrastrukturbauteils in dem globalen Koordinatensystem. Das Erfassen des Bildpaars kann berührungslos, insbesondere bei einer zu dem Infrastrukturbauteil beabstandeten Anordnung des Messsystems erfolgen. Auf die Anbringung von Messequipment an dem Infrastrukturbauteil kann weitgehend, insbesondere vollständig, verzichtet werden. Die Zugänglichkeit des Infrastrukturbauteils kann während des Messverfahrens daher unbeeinträchtigt bleiben. Die Vermessung des Infrastrukturbauteils aus der Ferne ermöglicht zudem eine flexiblere Wahl der Anordnung des mobilen Messsystems, sodass dieses zuverlässig auf einem festen Untergrund anordenbar ist. Das Vermessen des Infrastrukturbauteils mittels der Bilderfassung erlaubt die präzise Vermessung sowohl kleiner Infrastrukturbauteile, beispielsweise mit einer Hauptabmessung von maximal 2 m, als auch sehr großer Infrastrukturbauteile, beispielsweise mit einer Hauptabmessung von mindestens 5 m, insbesondere mindestens 10 m, insbesondere mindestens 100 m. Insbesondere kann die Relativposition mehrerer Messpunkte anhand eines einzelnen Bildpaars bestimmt werden. Das Verfahren kann vollständig automatisiert ausgeführt werden. Bei einer zumindest teilweise manuell ausgeführten Vermessung bietet das Verfahren durch die beabstandete Anordnung zum Infrastrukturbauteil ein hohes Maß an Sicherheit für das Messpersonal. Das Verfahren eignet sich insbesondere zum Einsatz in sicherheitskritischen Bereichen wie Baustellen, an stark befahrenen Verkehrswegen und/oder an kontaminierten Infrastruktur-Infrastructure component, especially during transport and / or in the installed state to pull. The detection of the measurement position of the measurement system in the global coordinate system ensures a particularly precise determination of the arrangement of the infrastructure component in the global coordinate system. The pair of images can be recorded without contact, in particular if the measuring system is arranged at a distance from the infrastructure component. The attachment of measuring equipment to the infrastructure component can largely, in particular completely, be dispensed with. The accessibility of the infrastructure component can therefore remain unaffected during the measurement process. The remote measurement of the infrastructure component also enables a more flexible choice of the arrangement of the mobile measurement system, so that it can be reliably arranged on a solid surface. Measuring the infrastructure component by means of image acquisition allows the precise measurement of both small infrastructure components, for example with a main dimension of a maximum of 2 m, and very large infrastructure components, for example with a main dimension of at least 5 m, in particular at least 10 m, in particular at least 100 m. In particular the relative position of several measuring points can be determined using a single pair of images. The method can be carried out fully automatically. In the case of an at least partially manual measurement, the method offers a high degree of safety for the measurement personnel due to the arrangement at a distance from the infrastructure component. The method is particularly suitable for use in safety-critical areas such as construction sites, on busy traffic routes and/or on contaminated infrastructure
bauteilen. components.
Anhand des Bildpaares kann die Relativposition des mindestens einen Based on the pair of images, the relative position of at least one
Messpunkts im dreidimensionalen Raum, insbesondere in einem Kamera-measurement point in three-dimensional space, especially in a camera
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Koordinatensystem, bestimmt werden. Anhand des Bildpaars lässt sich, über die zweidimensionalen Informationen des jeweiligen Einzelbilds hinaus, die Tiefenlage des mindestens einen Messpunkts bestimmen. Diese Tiefenlage kann anhand des Winkels und des Abstands zwischen den Kameras der Stereokamera bestimmt werden. Die Einzelbilder des Bildpaars werden vorzugsweise zeitgleich erfasst. Die Methoden zum Bestimmen der Position eines Messpunkts im dreidimensionalen Raum anhand eines Bild-Coordinate system to be determined. The depth of the at least one measuring point can be determined on the basis of the pair of images, in addition to the two-dimensional information of the respective individual image. This depth can be determined based on the angle and the distance between the cameras of the stereo camera. The individual images of the image pair are preferably captured at the same time. The methods for determining the position of a measuring point in three-dimensional space using an image
paares sind aus dem Stand der Technik bekannt. pair are known from the prior art.
Unter dem Infrastrukturbauteil wird ein Strukturbauteil aus dem Bauwesen, insbesondere aus dem Verkehrswesen, verstanden. Das Infrastrukturbauteil kann ein Bauteil aus dem Hochbau, insbesondere dem Gebäudebau, beispielsweise eine Gebäudewand, und/oder aus dem Tiefbau, insbesondere dem Brückenbau, beispielsweise ein Brückenträger oder ein Brückenpfeiler, dem Tunnelbau, dem Leitungsbau, dem Bergbau, dem Straßenbau und/oder dem Gleisbau, beispielsweise ein Gleisstrukturbauteil, sein. Vorzugsweise umfasst das Infrastrukturbauteil ein Fertigbetonbauteil, insbesondere eine Fertigbetonplatte, beispielsweise eine Fertigbetonplatte zum Bau eines schwellenlosen Gleises, oder einen Fertigbetonträger. Insbesondere kann das Infrastrukturbauteil ein Straßenelement und/oder ein Gleiselement, insbesondere aus Fertigbeton, sein. Eine Hauptabmessung des Infrastrukturbauteils, insbesondere eines erfassbaren Bereichs, insbesondere eines mittels der Stereokamera erfassbaren Bereichs, des Infrastrukturbauteils, beträgt vorzugsweise mindestens 1 m, insbesondere mindestens 5 m, insbesondere mindestens 10 m, insbesondere mindestens 20 m, insbesondere mindestens 50 m und/oder maximal 100 m, insbesondere maximal 50 m, insbesondere maximal 20 m, insbesondere maximal 10 m, insbesondere maximal 1 m. Unter der Hauptabmessung wird die maximale Abmessung The infrastructure component is understood to mean a structural component from the construction industry, in particular from the transport sector. The infrastructure component can be a component from structural engineering, in particular building construction, for example a building wall, and/or from civil engineering, in particular bridge construction, for example a bridge girder or a bridge pillar, tunnel construction, pipeline construction, mining, road construction and/or Track construction, for example a track structure component. The infrastructure component preferably comprises a precast concrete component, in particular a precast concrete slab, for example a precast concrete slab for constructing a track without sleepers, or a precast concrete girder. In particular, the infrastructure component can be a road element and/or a track element, in particular made of ready-mixed concrete. A main dimension of the infrastructure component, in particular an area that can be detected, in particular an area that can be recorded using the stereo camera, of the infrastructure component is preferably at least 1 m, in particular at least 5 m, in particular at least 10 m, in particular at least 20 m, in particular at least 50 m and/or at most 100 m, in particular a maximum of 50 m, in particular a maximum of 20 m, in particular a maximum of 10 m, in particular a maximum of 1 m. The main dimension is the maximum dimension
des Infrastrukturbauteils verstanden. Die Masse des Infrastrukturbauteils of the infrastructure component understood. The mass of the infrastructure component
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liegt vorzugsweise in einem Bereich von 50 kg bis 500 t, insbesondere von is preferably in a range from 50 kg to 500 t, in particular from
0,5 t bis 150 t, insbesondere von 1 t bis 100 t, insbesondere von 5 t bis 50 t. 0.5 t to 150 t, in particular from 1 t to 100 t, in particular from 5 t to 50 t.
Unter dem Vermessen des Infrastrukturbauteils wird insbesondere das Bestimmen der Anordnung und/oder der Verformung des Infrastrukturbauteils verstanden. Die Verformung kann eine Dehnung und/oder eine Verwindung und/oder eine Verzerrung des Infrastrukturbauteils umfassen. Die Anordnung eines Objekts umfasst deren Position und Orientierung. Unter einem mobilen Objekt wird verstanden, dass diese beweglich, also transportabel, insbesondere tragbar, ausgebildet ist. Zur Tragbarkeit des Objekts, insbesondere des Messsystems, beträgt dessen Masse vorzugsweise maxi-Measuring the infrastructure component means in particular determining the arrangement and/or the deformation of the infrastructure component. The deformation can include stretching and/or twisting and/or distortion of the infrastructure component. The arrangement of an object includes its position and orientation. A mobile object is understood to mean that it is designed to be movable, that is to say transportable, in particular portable. For portability of the object, in particular the measuring system, its mass is preferably max.
mal 50 kg, insbesondere maximal 20 kg. times 50 kg, in particular a maximum of 20 kg.
Unter einer Stereokamera wird eine Bilderfassungseinheit verstanden, welche Bildaufnahmen aus zwei unterschiedlichen Positionen, insbesondere zeitgleich ermöglicht. Die Stereokamera kann hierzu zwei beabstandet zueinander angeordnete Kameras und/oder eine einzelne Kamera mit einer Spiegeleinrichtung zum Erfassen von Bildhälften aus zueinander beabstandeten Positionen aufweisen. Grundsätzlich kann das Bildpaar auch mittels einer einzigen Kamera erfasst werden, die zum Erfassen der Einzelbilder nacheinander in zwei zueinander beabstandete Positionen verlagert wird. Der Abstand zwischen diesen beanstandeten Positionen muss zum Bestimmen der Tiefenlage des mindestens einen Messpunkts erfassbar sein. Ist dies gegeben, kann auch hierunter eine Stereokamera verstanden werden. Vorzugsweise ist die mindestens eine Kamera als Digitalkamera, insbesondere als Full-HD-Kamera, ausgebildet. Vorzugsweise ist die mindestens eine Kamera zum Aufzeichnen von Bildern mit einer Auflösung in einem Bereich von 1 MP (Megapixel) bis 64 MP, insbesondere von 4 MP bis 32 MP, insbesondere von 8 MP bis 16 MP, ausgebildet. A stereo camera is understood to mean an image acquisition unit which enables images to be recorded from two different positions, in particular simultaneously. For this purpose, the stereo camera can have two cameras arranged at a distance from one another and/or a single camera with a mirror device for capturing image halves from positions at a distance from one another. In principle, the pair of images can also be recorded using a single camera, which is successively shifted into two mutually spaced positions in order to record the individual images. The distance between these objected positions must be detectable in order to determine the depth of the at least one measuring point. If this is the case, this can also be understood as a stereo camera. The at least one camera is preferably designed as a digital camera, in particular as a full HD camera. The at least one camera is preferably designed to record images with a resolution in a range from 1 MP (megapixel) to 64 MP, in particular from 4 MP to 32 MP, in particular from 8 MP to 16 MP.
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Der mindestens eine Messpunkt kann ein Punkt auf der Oberfläche des Infrastrukturbauteils und/oder das Zentrum einer Teilfläche des Infrastrukturbauteils und/oder ein Punkt, insbesondere das Zentrum, eines an das Strukturbauteil gekoppelten Objekts, insbesondere einer Markierung, sein. Die Markierung ist vorzugsweise starr an dem Infrastrukturbauteil angebracht. Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die Markierung beweglich, insbesondere linear verschiebbar, an dem Infrastrukturbauteil angebracht. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass das Infrastrukturbauteil anhand mehrerer Bildpaare bei unterschiedlichen Anordnungen der mindestens einen Markierung relativ zu dem Infrastrukturbauteil detailliert vermessen wer-The at least one measuring point can be a point on the surface of the infrastructure component and/or the center of a partial area of the infrastructure component and/or a point, in particular the center, of an object coupled to the structural component, in particular a marking. The marking is preferably attached rigidly to the infrastructure component. According to one aspect of the invention, the marking is movably, in particular linearly displaceable, attached to the infrastructure component. This advantageously means that the infrastructure component can be measured in detail using a plurality of image pairs with different arrangements of the at least one marking relative to the infrastructure component.
den kann. the can.
Mittels des Messsystems können einzelne an das Infrastrukturbauteil gekoppelte Messpunkte erfasst werden und/oder zumindest abschnittsweise eine Oberfläche des Infrastrukturbauteils oder eines daran gekoppelten Objekts. Anhand der erfassten Oberfläche kann auf die Relativposition des mindestens einen Messpunkts geschlossen werden. Vorzugweise erfolgt die Bestimmung der Relativposition durch Auswerten von Teilflächen, so-Using the measurement system, individual measurement points coupled to the infrastructure component can be recorded and/or at least sections of a surface of the infrastructure component or an object coupled thereto. The relative position of the at least one measuring point can be inferred from the detected surface. The relative position is preferably determined by evaluating partial areas, so
genannter Facetten, der erfassten Oberfläche. called facets, the detected surface.
Das globale Koordinatensystem ist vorzugsweise ein geografisches Koordinatensystem. Das globale Koordinatensystem kann durch das Koordinatensystem bestimmt sein, in dem die Position von Vermessungspunkten zur Landvermessung angegeben sind. In dem globalen Koordinatensystem angegebene Punkte sind vorzugsweise hinsichtlich ihrer globalen Position The global coordinate system is preferably a geographic coordinate system. The global coordinate system can be determined by the coordinate system in which the position of survey points for land surveying are specified. Points given in the global coordinate system are preferred in terms of their global position
eindeutig bestimmt. clearly determined.
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Unter der Relativposition wird die Position des jeweiligen Messpunkts in einem lokalen Koordinatensystem, insbesondere in einem Kamera-Koordinatensystem, verstanden. Der Ursprung des Kamera-Koordinatensystems liegt vorzugsweise mittig zwischen den beiden Einzelkameras. Die xAchse des Kamera-Koordinatensystems ist vorzugsweise horizontal orientiert und weist in Blickrichtung der Stereokameras. Die z-Achse des Kamera-Koordinatensystems weist vorzugsweise in vertikaler Richtung nach oben. Die y-Achse des Kamera-Koordinatensystems ergibt sich aus der Ausbildung des Kamera-Koordinatensystems als rechtshändiges kartesi-The relative position is understood to mean the position of the respective measuring point in a local coordinate system, in particular in a camera coordinate system. The origin of the camera coordinate system is preferably in the middle between the two individual cameras. The x-axis of the camera coordinate system is preferably oriented horizontally and points in the viewing direction of the stereo cameras. The z-axis of the camera coordinate system preferably points upwards in the vertical direction. The y-axis of the camera coordinate system results from the formation of the camera coordinate system as a right-handed cartographic
sches Koordinatensystem. cal coordinate system.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Relativposition und oder die Messposition und/oder die Bauteilposition mittels des Messsystems mit einer Messabweichung von maximal 100 mm, insbesondere maximal 10 mm, insbesondere maximal 1 mm, insbesondere maximal 0,1 mm, insbesondere maximal 0,01 mm, insbesondere maximal 0,001 mm, bestimmt According to one aspect of the invention, the relative position and/or the measurement position and/or the component position can be measured by means of the measurement system with a measurement deviation of a maximum of 100 mm, in particular a maximum of 10 mm, in particular a maximum of 1 mm, in particular a maximum of 0.1 mm, in particular a maximum of 0.01 mm, in particular a maximum of 0.001 mm
werden. will.
Ein Abstand zwischen dem Messsystem, insbesondere der Stereokamera, und dem Infrastrukturbauteil kann beim Erfassen des mindestens einen Bildpaars mindestens 1 m, insbesondere mindestens 5 m, insbesondere mindestens 10 m, insbesondere mindestens 20 m, insbesondere mindestens 50 m, insbesondere mindestens 100 m, insbesondere mindestens 250 m, und/oder maximal 100 m, insbesondere maximal 50 m, insbesondere maximal 20 m, insbesondere maximal 10 m, insbesondere maximal 2 m, betragen. Das Messsystem ist somit besonders flexibel positionierbar und das von der Stereokamera erfassbare Messfeld ist besonders groß. Das Messfeld der Stereokamera ist durch den Überlappungsbereich von Sichtfeldern A distance between the measuring system, in particular the stereo camera, and the infrastructure component can be at least 1 m, in particular at least 5 m, in particular at least 10 m, in particular at least 20 m, in particular at least 50 m, in particular at least 100 m, in particular at least 250 m, and/or a maximum of 100 m, in particular a maximum of 50 m, in particular a maximum of 20 m, in particular a maximum of 10 m, in particular a maximum of 2 m. The measuring system can thus be positioned particularly flexibly and the measuring field that can be recorded by the stereo camera is particularly large. The field of view of the stereo camera is through the overlapping area of fields of view
der beiden Digitalkameras bestimmt. of the two digital cameras.
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Vorzugsweise umfasst das Messsystem eine Beleuchtungseinheit zum Beleuchten des Infrastrukturbauteils. Die Beleuchtungseinheit kann zum Ausstahlen von Infrarotlicht und/oder UV-Licht und/oder schmalbandigem Blaulicht und/oder Weißlicht ausgebildet sein. Die Beleuchtungseinrichtung kann auch zum Projizieren eines Musters, insbesondere eines Gitters, auf das Infrastrukturbauteil ausgebildet sein. Die Beleuchtungseinheit weist vorzugsweise mindestens eine LED und/oder einen Projektor als Leuchtmittel auf. Eine derartige Beleuchtungseinheit gewährleistet vorteilhaft, dass die Erfassung des mindestens einen Bildpaares gegenüber Umge-The measurement system preferably includes an illumination unit for illuminating the infrastructure component. The lighting unit can be designed to emit infrared light and/or UV light and/or narrow-band blue light and/or white light. The lighting device can also be designed to project a pattern, in particular a grid, onto the infrastructure component. The lighting unit preferably has at least one LED and/or a projector as the light source. Such a lighting unit advantageously ensures that the acquisition of the at least one pair of images compared to the environment
bungseinflüssen besonders robust ist. exercise influences is particularly robust.
Vorzugsweise wird die Messanordnung, insbesondere die Messposition und/oder die Messorientierung, des Messsystems in dem globalen Koordinatensystem bestimmt. Die Messanordnung wird vorzugsweise durch die Anordnung eines Mess-Koordinatensystems beschrieben. Die Messposition entspricht dem Ursprung des Mess-Koordinatensystems und die Messorientierung entspricht der Ausrichtung des Mess-Koordinatensystems. Vorzugsweise ist die Anordnung des Messsystems mittels einer Fixiereinheit reversibel festlegbar. Die Fixiereinheit weist vorzugsweise ein Stativ, insbesondere ein Dreibein auf. Die Fixiereinheit ermöglicht eine stabile Festlegung der Messanordnung in dem globalen Koordinatensystem. Vorzugsweise wird eine Hochachse des Mess-Koordinatensystems mittels der Fixiereinheit derart ausgerichtet, dass diese in vertikaler Richtung nach oben The measurement arrangement, in particular the measurement position and/or the measurement orientation, of the measurement system is preferably determined in the global coordinate system. The measurement arrangement is preferably described by the arrangement of a measurement coordinate system. The measurement position corresponds to the origin of the measurement coordinate system and the measurement orientation corresponds to the orientation of the measurement coordinate system. The arrangement of the measuring system can preferably be reversibly fixed by means of a fixing unit. The fixing unit preferably has a tripod, in particular a tripod. The fixing unit enables the measurement arrangement to be stably fixed in the global coordinate system. A vertical axis of the measurement coordinate system is preferably aligned by means of the fixing unit in such a way that it is pointing upwards in the vertical direction
weist. points.
Das Vermessen des Infrastrukturbauteils erfolgt vorzugsweise bei einer fi-The infrastructure component is preferably measured at a
xierten Anordnung, insbesondere bei einer fixierten Messposition und/oder xed arrangement, in particular in a fixed measurement position and / or
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Messorientierung des Messsystems, insbesondere in dem globalen Koordinatensystem. Vorzugsweise wird die Anordnung des Messsystems für den Zeitraum beibehalten, in dem das Infrastrukturbauteil, insbesondere in die Soll-Bauteilanordnung, verlagert wird und/oder in den mindestens zwei, insbesondere mindestens fünf, insbesondere mindestens zehn der Bildpaare von dem Infrastrukturbauteil mittels der Stereokamera erfasst werden. Das Vermessen des Infrastrukturbauteils kann somit besonders robust und prä-Measurement orientation of the measurement system, in particular in the global coordinate system. The arrangement of the measuring system is preferably retained for the period in which the infrastructure component, in particular in the target component arrangement, is relocated and/or in which at least two, in particular at least five, in particular at least ten, of the image pairs of the infrastructure component are captured by the stereo camera . The measurement of the infrastructure component can thus be particularly robust and precise
zise erfolgen. be done properly.
Die Messposition und/oder die Messorientierung können von der KameraPosition und/oder der Kameraorientierung abweichen oder damit zusammenfallen. Vorzugsweise ist die Stereokamera um die Vertikalachse und/oder eine Horizontalachse schwenkbar an der Fixiereinheit, insbesondere gegenüber dem Mess-Koordinatensystem, gelagert. Hierdurch ist die Kameraorientierung relativ zu der Messorientierung veränderbar. Mittels mindestens eines Winkelsensors, insbesondere eines Drehgebers, wird vorzugsweise die Orientierung des Kamerakoordinatensystems relativ zu dem Mess-Koordinatensystem erfasst. Die Position des Ursprungs des KameraKoordinatensystems relativ zu dem Ursprung des Mess-Koordinatensystems kann durch eine Verbindungsstruktur unverändert vorgegeben sein 0der veränderbar und mittels mindestens eines Sensors messbar sein. Hierdurch ist ein Mess-Kamera- Vektor zwischen dem Ursprung des Mess-Koordinatensystems und dem Ursprung des Kamera-Koordinatensystems bestimmbar. Durch das Erfassen des Mess-Kamera-Vektors und/oder der Orientierung der Stereokamera relativen relativ zu dem Mess-Koordinatensystem wird vorteilhaft erreicht, dass die mittels der Stereokamera erfasste Relativposition des jeweiligen Messpunkts, insbesondere unabhängig von der Anordnung der Stereokamera in dem Mess-Koordinatensystem, bestimm-The measurement position and/or measurement orientation may differ from or coincide with the camera position and/or camera orientation. The stereo camera is preferably mounted on the fixing unit so that it can swivel about the vertical axis and/or a horizontal axis, in particular with respect to the measuring coordinate system. As a result, the camera orientation can be changed relative to the measurement orientation. The orientation of the camera coordinate system relative to the measurement coordinate system is preferably detected by means of at least one angle sensor, in particular a rotary encoder. The position of the origin of the camera coordinate system relative to the origin of the measurement coordinate system can be specified unchanged by a connection structure or be changeable and measurable by means of at least one sensor. As a result, a measurement camera vector can be determined between the origin of the measurement coordinate system and the origin of the camera coordinate system. By capturing the measurement camera vector and/or the orientation of the stereo camera relative to the measurement coordinate system, it is advantageously achieved that the relative position of the respective measurement point captured by means of the stereo camera is independent of the arrangement of the stereo camera in the measurement coordinate system , certain
bar ist. is cash.
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Ein Verfahren nach Anspruch 2 ermöglicht die Beschreibung der Bauteilanordnung in einem einheitlichen, ortsfesten und/oder standardisierten Referenz-Koordinatensystem. Die Bauteilanordnung umfasst die Bauteilposition und/oder die Bauteilorientierung. Die Bauteilposition wird vorzugsweise durch den Ursprung eines Bauteil-Koordinatensystems beschrieben. Die Bauteilorientierung kann durch die Orientierung des Bauteil-Koordinatensystems beschrieben werden. Die Bauteilanordnung kann anhand der mindestens einen Relativposition, insbesondere anhand von mindestens zweıi, insbesondere mindestens drei, Relativpositionen, anhand gängiger geometrischer Funktionen, insbesondere in dem Kamera-Koordinatensystem, bestimmt werden. Vorzugsweise wird die Bauteilanordnung in dem globalen Koordinatensystem auf Grundlage der Bauteilanordnung in dem Kamera-Koordinatensystem anhand gängiger Berechnungsmethoden zur A method according to claim 2 enables the component arrangement to be described in a uniform, stationary and/or standardized reference coordinate system. The component arrangement includes the component position and/or the component orientation. The component position is preferably described by the origin of a component coordinate system. The component orientation can be described by the orientation of the component coordinate system. The component arrangement can be determined based on the at least one relative position, in particular based on at least two, in particular at least three, relative positions, based on common geometric functions, in particular in the camera coordinate system. The component arrangement in the global coordinate system is preferably calculated on the basis of the component arrangement in the camera coordinate system using common calculation methods
Koordinaten-Transformation errechnet. Coordinate transformation calculated.
Anhand des Verfahrens nach Anspruch 3 kann die Abweichung der Bauteilanordnung von einer Soll-Bauteilanordnung bestimmt werden. Insbesondere kann die Abweichung der Bauteilposition und/oder der Bauteilorientierung von einer Soll-Bauteilposition und/oder Soll-Bauteilorientierung bestimmt werden. Das Vergleichsergebnis kann anhand der Differenz zwischen der Bauteilanordnung und der Soll-Bauteilanordnung errechnet werden. Das Vergleichsergebnis ist ein Maß dafür, in welchem Umfang die The deviation of the component arrangement from a target component arrangement can be determined using the method according to claim 3 . In particular, the deviation of the component position and/or the component orientation from a target component position and/or target component orientation can be determined. The comparison result can be calculated using the difference between the component arrangement and the target component arrangement. The comparison result is a measure of the extent to which the
momentane Bauteilanordnung von der Soll-Bauteilanordnung abweicht. Ein Verfahren nach Anspruch 4 gewährleistet eine besonders präzise An-current component arrangement deviates from the target component arrangement. A method according to claim 4 ensures a particularly precise
ordnung, insbesondere Positionierung und Orientierung, des Infrastruktur-order, in particular positioning and orientation, of the infrastructure
bauteils. Das Verlagern des Infrastrukturbauteils kann anhand des Ver-component. The relocation of the infrastructure component can be
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gleichsergebnisses manuell, insbesondere von Hand, oder automatisiert erfolgen. Das Verlagern des Infrastrukturbauteils kann mittels einer Transporteinrichtung, insbesondere mittels eines Schienenfahrzeugs und/oder eines Straßenfahrzeugs und/oder einer Gleisverlegeeinrichtung und/oder ei-be done manually, in particular by hand, or automatically with the same result. The infrastructure component can be relocated by means of a transport device, in particular by means of a rail vehicle and/or a road vehicle and/or a track-laying device and/or a
nes Baukrans erfolgen. nes construction crane.
Vorzugsweise wird das Infrastrukturbauteil während des Verlagerns, insbesondere aus einer Bevorratungs-Anordnung, in die Soll-Anordnung, insbesondere wiederholt, vermessen. Hierdurch kann ein Verlauf, insbesondere eine Änderung, der Abweichung der Bauteilanordnung von einer Soll-Bauteilanordnung bestimmt werden. Anhand dieses Verlaufs kann das Verlagern des Infrastrukturbauteils, insbesondere in die Soll-Bauteilanordnung, The infrastructure component is preferably measured, in particular repeatedly, during the relocation, in particular from a storage arrangement, to the target arrangement. As a result, a course, in particular a change, of the deviation of the component arrangement from a target component arrangement can be determined. On the basis of this course, the relocation of the infrastructure component, in particular in the target component arrangement,
gesteuert, insbesondere geregelt werden. controlled, in particular regulated.
Ein Verfahren nach Anspruch 5 ist besonders robust im Betrieb und weist ein erweitertes Anwendungsfeld auf. Die Bildpaare können zu periodisch oder aperiodisch aufeinander folgenden Zeitpunkten erfasst werden. Vorzugsweise wird über mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens fünf, und/oder maximal zehn, der anhand der Bildpaare zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfassten Relativpositionen ein Mittelwert gebildet. Durch diese Redundanz ist das Messverfahren besonders präzise. Das Erfassen der Bildpaare kann beispielsweise in einem zeitlichen Abstand von mindestens einem Monat, insbesondere mindestens einem Jahr und/oder maximal 20 Jahren, insbesondere maximal 10 Jahren, insbesondere maximal 5 Jahren, und/oder nach Ablauf einer vorgegebenen Wartungsperiode erfolgen. Vorzugsweise wird ein Vergleichsergebnis A method according to claim 5 is particularly robust in operation and has an expanded field of application. The pairs of images can be captured at times that follow one another periodically or aperiodically. A mean value is preferably formed over at least two, in particular at least three, in particular at least five, and/or a maximum of ten of the relative positions recorded using the image pairs at different points in time. This redundancy makes the measurement process particularly precise. The image pairs can be recorded, for example, at a time interval of at least one month, in particular at least one year and/or a maximum of 20 years, in particular a maximum of 10 years, in particular a maximum of 5 years, and/or after a specified maintenance period has expired. Preferably, a comparison result
durch Vergleichen der Bauteilanordnung zu den unterschiedlichen Zeit-by comparing the component arrangement at different times
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punkten bestimmt. Anhand dieses Vergleichsergebnisses kann auf die Veränderung der Bauteilanordnung geschlossen werden. Auf dieser Grundlage definitely score. This comparison result can be used to draw conclusions about the change in the component arrangement. On that basis
kann die Notwendigkeit von Instandhaltungsmaßnahmen bestimmt werden. the need for maintenance measures can be determined.
Ein Verfahren nach Anspruch 6 gewährleistet das Vermessen und/oder Anordnen des Infrastrukturbauteils in besonders effizienter Weise. Der Bewegungspfad des mindestens einen Messpunkts ist vorzugsweise eine Trajektorie im dreidimensionalen Raum. Der Bewegungspfad kann die zu unterschiedlichen Zeitpunkten bestimmten Messpunkt umfassen, insbesondere daraus bestehen, und/oder durch Interpolation zwischen den Messpunkten zu einer unterbrechungsfreien Linie ergänzt werden. Der Bewegungspfad kann beim Verlagern des Infrastrukturbauteils relativ zu dem globalen Koordinatensystem und/oder beim Verlagern des mindestens einen Messpunkts, insbesondere der mindestens einen Markierung, relativ zu dem Infrastrukturbauteil bestimmt werden. Beispielsweise kann die Bauteilanordnung anhand des Bewegungspfads, insbesondere auf Grundlage einer Regelung mit einem integralen und/oder differenzialen Regelglied, besonders effizient in die Soll-Bauteilanordnung verlagert werden. Bei einem relativ zu dem Infrastrukturbauteil verlagerten Messpunkt können die Bauteilanordnung und/oder die Bauteilgeometrie anhand des Bewegungspfads be-A method according to claim 6 ensures that the infrastructure component is measured and/or arranged in a particularly efficient manner. The movement path of the at least one measuring point is preferably a trajectory in three-dimensional space. The movement path can include the measurement points determined at different points in time, in particular consist of them, and/or be supplemented by interpolation between the measurement points to form an uninterrupted line. The movement path can be determined when the infrastructure component is relocated relative to the global coordinate system and/or when the at least one measuring point, in particular the at least one marking, is relocated relative to the infrastructure component. For example, the component arrangement can be shifted particularly efficiently into the target component arrangement using the movement path, in particular on the basis of a control with an integral and/or differential control element. In the case of a measuring point that is shifted relative to the infrastructure component, the component arrangement and/or the component geometry can be determined on the basis of the movement path.
sonders effizient und präzise bestimmt werden. can be determined particularly efficiently and precisely.
Beispielsweise kann der mindestens eine Messpunkt, insbesondere eine Markierung, an einem Messwagen zum Verlagern auf einem Gleis angeordnet sein. Die Position des mindestens einen Messpunkts relativ zu den Schienen kann fixiert sein oder erfasst werden. Durch Bestimmen der Relativposition des über den Messwagen an die Schienen gekoppelten mindestens einen Messpunkts können die Geometrie und die Anordnung der als For example, the at least one measuring point, in particular a marking, can be arranged on a measuring carriage for displacement on a track. The position of the at least one measurement point relative to the rails can be fixed or recorded. By determining the relative position of the at least one measuring point coupled to the rails via the measuring carriage, the geometry and the arrangement of the
Schienen ausgebildeten Infrastrukturbauteile bestimmt werden. Rails trained infrastructure components are determined.
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Ein Verfahren nach Anspruch 7 ist besonders flexibel einsetzbar und wirtschaftlich im Betrieb. Vorzugsweise werden die Bildpaare mit einer Messfrequenz in einem Bereich von 0,01 Hz bis 500 Hz, insbesondere von 0,1 Hz bis 250 Hz, insbesondere von 1 Hz bis 150 Hz, insbesondere von 10 Hz bis 100 Hz, erfasst. Vorzugsweise wird der Mittelwert über die anhand der mit einer entsprechenden Frequenz erfassten Bildpaare erfassten Relativpo-A method according to claim 7 can be used particularly flexibly and is economical to operate. The image pairs are preferably recorded with a measurement frequency in a range from 0.01 Hz to 500 Hz, in particular from 0.1 Hz to 250 Hz, in particular from 1 Hz to 150 Hz, in particular from 10 Hz to 100 Hz. Preferably, the mean value is determined using the relative position recorded using the image pairs recorded with a corresponding frequency.
sitionen gebildet. positions formed.
Ein Verfahren nach Anspruch 8 gewährleistet das Bestimmen der Messposition in besonders einfacher und präziser Weise. Bei dem Vermessungspunkt wird ein am Boden oder an einem Gebäude fest markierter Fixpunkt verstanden, der insbesondere als Ausgangspunkt oder als Zielpunkt bei der Landvermessung dient. Das Bestimmen der Messposition erfolgt vorzugsweise nach dem Festlegen der Anordnung des Messsystems mittels der Fixiereinheit. Vorzugsweise wird die Messanordnung, insbesondere die Messposition und/oder die Messorientierung, des Messsystems in dem globalen Koordinatensystem bestimmt. Hierzu kann das Messsystem eine Positionsbestimmungseinheit, insbesondere ein Satellitennavigationsmodul, insbesondere ein GPS-Modul, ein Galileo-Modul und/oder ein GlonassModul, und/oder ein Tachymeter zur Geodäsie, insbesondere ein Laserdistanzmessgerät, aufweisen. Das Bestimmen der Messanordnung kann durch Laserdistanzmessung und Triangulation der Vermessungspunkte erfolgen und/oder anhand des Satellitennavigationssignals des GPS-Moduls, des Galileo-Moduls und/oder des Glonass-Moduls. A method according to claim 8 ensures that the measurement position is determined in a particularly simple and precise manner. The survey point is understood to mean a fixed point firmly marked on the ground or on a building, which serves in particular as a starting point or as a target point in land surveying. The measurement position is preferably determined after the arrangement of the measurement system has been determined by means of the fixing unit. The measurement arrangement, in particular the measurement position and/or the measurement orientation, of the measurement system is preferably determined in the global coordinate system. For this purpose, the measuring system can have a position determination unit, in particular a satellite navigation module, in particular a GPS module, a Galileo module and/or a Glonass module, and/or a tachymeter for geodesy, in particular a laser distance measuring device. The measurement arrangement can be determined by laser distance measurement and triangulation of the measurement points and/or using the satellite navigation signal of the GPS module, the Galileo module and/or the Glonass module.
Ein Verfahren nach Anspruch 9 ist besonders flexibel einsetzbar und effi-A method according to claim 9 can be used particularly flexibly and efficiently
zient ausführbar. Vorzugsweise ist die Kameraanordnung, insbesondere die efficiently executable. Preferably, the camera assembly, in particular the
Kameraposition und/oder die Kameraorientierung, zu der Messanordnung, camera position and/or the camera orientation, to the measurement arrangement,
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insbesondere der Messposition und/oder der Messorientierung, starr oder veränderlich. Die Kameraanordnung relativ zu der Messanordnung kann, insbesondere bei einer starren Verbindung, in einem Kalibriervorgang bestimmt werden. Die Kameraanordnung wird vorzugsweise zwischen zwei aufeinanderfolgend erfasste Bildpaare relativ zu der Fixiereinheit verändert, insbesondere geschwenkt. Mit Hilfe des Winkelsensors und/oder des Wegsensors kann die relative Anordnung der Stereokamera gegenüber der Fixiereinheit automatisiert erfasst werden. Alternativ kann diese relative Anordnung manuell erfasst werden. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass die Anordnung der Fixiereinheit beibehalten werden kann, wenn eine Neuanordnung, insbesondere eine Neuorientierung der Stereokamera zum Vermessen des Infrastrukturbauteils erforderlich ist. Die Bauteilanordnung des Infrastrukturbauteils kann auch nach der Neuanordnung der Stereokamera in dem globalen Koordinatensystem bestimmt werden, ohne dass eine Neuanordnung des Messsystems erforderlich ist. Somit kann beispielsweise ein über das Messfeld der Stereokamera hinaus bewegter Messpunkt in particular the measurement position and/or the measurement orientation, rigid or changeable. The camera arrangement relative to the measurement arrangement can be determined in a calibration process, in particular in the case of a rigid connection. The camera arrangement is preferably changed, in particular pivoted, between two consecutively captured image pairs relative to the fixing unit. The relative arrangement of the stereo camera with respect to the fixing unit can be detected automatically with the aid of the angle sensor and/or the displacement sensor. Alternatively, this relative arrangement can be recorded manually. This advantageously means that the arrangement of the fixing unit can be retained if a rearrangement, in particular a reorientation of the stereo camera, is required for measuring the infrastructure component. The component arrangement of the infrastructure component can also be determined after the rearrangement of the stereo camera in the global coordinate system, without a rearrangement of the measurement system being necessary. Thus, for example, a measuring point moved beyond the measuring field of the stereo camera
durch Schwenken der Stereokamera verfolgt werden. be followed by panning the stereo camera.
Ein Verfahren nach Anspruch 10 ermöglicht eine Analyse der Beanspruchung des Infrastrukturbauteils. Vorzugsweise werden mindestens zwei, insbesondere mindestens drei der Relativpositionen mit jeweils einem Referenzwert verglichen. Bei dem mindestens einen Referenzwert kann es sich um eine für die jeweilige Relativposition vorgegebene Referenzposition handeln. Die Referenzposition kann beispielsweise im Zuge einer Referenzmessung, insbesondere des unbelasteten Infrastrukturbauteils, erfolgen. Vorzugsweise wird überprüft, ob die Abweichung der mindestens einen Relativposition von dem jeweiligen Referenzwert einen vorgegebenen A method according to claim 10 enables an analysis of the stress on the infrastructure component. At least two, in particular at least three, of the relative positions are preferably compared with a respective reference value. The at least one reference value can be a reference position specified for the respective relative position. The reference position can take place, for example, in the course of a reference measurement, in particular of the unloaded infrastructure component. It is preferably checked whether the deviation of the at least one relative position from the respective reference value is a predetermined one
Verformungs-Schwellenwert überschreitet. Der Verformungs-Schwellen-Deformation threshold exceeded. The deformation threshold
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wert korreliert vorzugsweise mit einer zulässigen Verformung des Infrastrukturbauteils. Das Vergleichen der mindestens einen Relativposition mit dem jeweiligen Grenzwert erfolgt vorzugsweise während des Verlagerns des Infrastrukturbauteils, insbesondere in die Soll-Bauteilanordnung, und/oder vor oder nach dem Fixieren des Infrastrukturbauteils in der SollBauteilanordnung und/oder nach Ablauf einer Wartungsperiode. Hierdurch wird eine Überwachung der Beanspruchung des Infrastrukturbauteils ermöglicht, welche die Betriebssicherheit des Infrastrukturbauteils erhöht und eine besonders effiziente und wirtschaftliche Durchführung von War-value preferably correlates with an allowable deformation of the infrastructure component. The at least one relative position is preferably compared with the respective limit value while the infrastructure component is being relocated, in particular to the target component arrangement, and/or before or after the infrastructure component is fixed in the target component arrangement and/or after a maintenance period has expired. This enables the stress on the infrastructure component to be monitored, which increases the operational reliability of the infrastructure component and enables warehousing to be carried out particularly efficiently and economically.
tungs- und Instandhaltungsarbeit an dem Infrastrukturbauteil ermöglicht. ment and maintenance work on the infrastructure component.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung erfolgt zum Bestimmen der Verformung des Infrastrukturbauteils ein Vergleich von mindestens drei, insbesondere mindestens zehn, insbesondere mindestens 100, insbesondere mindestens 500, insbesondere linear unabhängigen und/oder rasterförmig über eine Oberfläche des Infrastrukturbauteils verteilten, Relativpositionen mit mindestens einem, insbesondere jeweils einem, Referenzwert. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass auch lokale Verformungen des Infrastruktur-According to one aspect of the invention, the deformation of the infrastructure component is determined by comparing at least three, in particular at least ten, in particular at least 100, in particular at least 500, in particular linearly independent and/or distributed in a grid over a surface of the infrastructure component, relative positions with at least one, in particular one each, reference value. This advantageously ensures that local deformations of the infrastructure
bauteils erfasst werden können. component can be detected.
Ein Verfahren nach Anspruch 11 gewährleistet die besonders präzise Bestimmung der Verformung des Infrastrukturbauteils. Das Geometriemodell kann ein CAD-Modell sein. Das Strukturmodell kann ein FEM-Modell sein. Das mindestens eine Referenz-Bildpaar kann von dem Infrastrukturbauteil in einem unbelasteten Zustand und/oder dem Fixieren des Infrastrukturbauteils in der Soll-Bauteilanordnung und/oder jeweils nach Ablauf einer Wartungsperiode erfasst worden sein. Der Referenzwert und/oder der Verformungs-Schwellenwert können anhand eines Strukturmodells, insbe-A method according to claim 11 ensures the particularly precise determination of the deformation of the infrastructure component. The geometry model can be a CAD model. The structural model can be an FEM model. The at least one pair of reference images can have been recorded of the infrastructure component in an unloaded state and/or the fixing of the infrastructure component in the desired component arrangement and/or after a maintenance period has expired. The reference value and/or the deformation threshold value can be based on a structural model, in particular
sondere eines FEM-Modells, insbesondere unter virtueller Beaufschlagung special of a FEM model, especially under virtual exposure
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des Infrastrukturbauteils mit Lasten, insbesondere mit den im Einsatz des Infrastrukturbauteils zu erwartenden Lasten, errechnet werden. Beispielsweise kann der Verformungs-Schwellenwert für die jeweilige Abweichung der Relativposition von dem Referenzwert anhand des Strukturmodells als maximal zulässige Beanspruchung des Infrastrukturbauteils bestimmt werden. Somit kann anhand des Vergleichsergebnises zwischen dem jeweiligen Referenzwert und der Relativposition die Beanspruchung des Infrastrukturbauteils im Verhältnis zu einer zulässigen Beanspruchung bestimmt of the infrastructure component with loads, in particular with the loads to be expected when the infrastructure component is in use. For example, the deformation threshold value for the respective deviation of the relative position from the reference value can be determined using the structural model as the maximum permissible stress on the infrastructure component. The stress on the infrastructure component in relation to a permissible stress can thus be determined on the basis of the result of the comparison between the respective reference value and the relative position
werden. will.
Ein Verfahren nach Anspruch 12 macht Beanspruchungen, insbesondere Überbeanspruchungen, des Infrastrukturbauteils beim Transport erkennbar. Vorzugsweise erfolgt das Überwachen der Verformung des Infrastrukturbauteils beim Verlagern periodisch, insbesondere mit der vorstehend beschriebenen Messfrequenz. Hierdurch wird zuverlässig verhindert, dass kurzzeitige Spitzenverformungen, insbesondere Lastspitzen, unerkannt A method according to claim 12 makes stresses, in particular overstresses, of the infrastructure component during transport recognizable. The monitoring of the deformation of the infrastructure component during displacement preferably takes place periodically, in particular with the measurement frequency described above. This reliably prevents brief peak deformations, in particular load peaks, from going undetected
bleiben. stay.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die bestimmten Verformungen dokumentiert, insbesondere in dem Speicherelement einer Auswerteeinheit abgespeichert. Vorzugsweise werden die Verformungsinformationen in ei-According to one aspect of the invention, the deformations determined are documented, in particular stored in the memory element of an evaluation unit. The deformation information is preferably
ner Datenbank zur Lebenszyklusüberwachung des jeweiligen Infrastrukturbauteils gespeichert. stored in a database for life cycle monitoring of the respective infrastructure component.
Anhand der mindestens einen Relativposition, insbesondere anhand des Based on the at least one relative position, in particular based on the
Vergleichs der mindestens einen Relativposition mit dem mindestens einen Comparison of the at least one relative position with the at least one
Referenzwert, können Beanspruchungen des Infrastrukturbauteils auf Reference value, stresses on the infrastructure component can occur
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Grundlage eines Strukturmodells, insbesondere eines FEM-Modells, berechnet werden. Beispielsweise können anhand der mindestens einen Rela-Based on a structural model, in particular an FEM model, are calculated. For example, based on the at least one relay
tivposition Spannungen in dem Infrastrukturbauteil bestimmt werden. tivposition stresses in the infrastructure component can be determined.
Ein Verfahren nach Anspruch 13 ermöglicht die Reduktion der auf das Infrastrukturbauteil beim Verlagern wirkenden Beanspruchungen. Beispielsweise kann anhand des Vergleichsergebnisses derart auf die Verlagerung Einfluss genommen werden, dass ein Schwellenwert der Verformung nicht überschritten wird. Vorzugsweise erfolgt anhand der Verformung ein geregeltes Verlagern des Infrastrukturbauteils derart, dass die Verformungen A method according to claim 13 enables the stresses acting on the infrastructure component during relocation to be reduced. For example, based on the result of the comparison, the displacement can be influenced in such a way that a threshold value of the deformation is not exceeded. A regulated shifting of the infrastructure component preferably takes place on the basis of the deformation in such a way that the deformations
minimiert werden. be minimized.
Das Infrastrukturbauteil kann insbesondere in Echtzeit vermessen werden. Hierunter wird verstanden, dass die Zeitdauer zwischen der Bilderfassung und der Bestimmung der mindestens einen Relativposition maximal 1 s, insbesondere maximal 0,1, insbesondere maximal 0,01 s, beträgt. Hierdurch kann die Anordnung des Infrastrukturbauteils besonders effizient ge-The infrastructure component can in particular be measured in real time. This means that the time between the image acquisition and the determination of the at least one relative position is a maximum of 1 s, in particular a maximum of 0.1, in particular a maximum of 0.01 s. As a result, the infrastructure component can be arranged particularly efficiently
steuert, insbesondere geregelt, werden. controls, in particular regulated, are.
Ein Verfahren nach Anspruch 14 ermöglicht eine besonders detaillierte Vermessung des Infrastrukturbauteils. Vorzugsweise werden Relativpositionen von mindestens zwei Messpunkten, insbesondere zum Überwachen einer Linearerstreckung, der Bauteilposition und/oder der Bauteilorientierung, insbesondere von mindestens drei Messpunkten, insbesondere zum Überwachen einer Krümmung des Infrastrukturbauteils, insbesondere von mindestens vier, insbesondere mindestens fünf, insbesondere mindestens zehn, insbesondere mindestens 50, insbesondere mindestens 100, insbeson-A method according to claim 14 enables a particularly detailed measurement of the infrastructure component. Preferably, relative positions of at least two measuring points, in particular for monitoring a linear extent, the component position and/or the component orientation, in particular of at least three measuring points, in particular for monitoring a curvature of the infrastructure component, in particular of at least four, in particular at least five, in particular at least ten, in particular at least 50, in particular at least 100, in particular
dere mindestens 1000, Messpunkten, bestimmt. of which at least 1000 measuring points are determined.
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Ein Verfahren nach Anspruch 15 ist besonders robust und zuverlässig ausführbar. Die mindestens eine Markierung kann an das Infrastrukturbauteil starr oder beweglich, insbesondere linear verschiebbar, gekoppelt sein. Die Markierung kann einen Reflektor zur Reflexion von Licht aufweisen. Vorzugsweise umfasst die Markierung ein Verbindungsmittel zum positionsgenauen Anordnen an dem Infrastrukturbauteil. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird die Markierung an einer vorgegebenen Position des Infrastrukturbauteils angebracht. Die Markierung kann ein Muster zur einfacheren und/oder automatisierten Erkennbarkeit der Markierung aufweisen. Vorzugsweise umfasst die Markierung, insbesondere das Muster, eine eindeutige Identifikationsinformation. Die eindeutige Identifikationsinformation ist vorzugsweise einem individuellen Messpunkt zugewiesen. Hierdurch kann eine, insbesondere automatisierte, Zuordnung der erfassten Relativposition zu dem jeweiligen Messpunkt erfolgen. Das Verfahren ist somit besonders zuverlässig und robust gegenüber Bedienfehlern ausführbar. Durch das Koppeln der mindestens einen, insbesondere visuellen, Markierung, kann das Infrastrukturbauteil besonders präzise vermessen werden. A method according to claim 15 can be carried out particularly robustly and reliably. The at least one marking can be rigidly or movably coupled to the infrastructure component, in particular linearly displaceable. The marking can have a reflector for reflecting light. The marking preferably includes a connecting means for the precise positioning on the infrastructure component. According to one aspect of the invention, the marking is attached to a predetermined position of the infrastructure component. The marking can have a pattern for easier and/or automated identification of the marking. The marking, in particular the pattern, preferably includes unique identification information. The unique identification information is preferably assigned to an individual measurement point. In this way, an in particular automated assignment of the recorded relative position to the respective measuring point can take place. The method can thus be implemented in a particularly reliable and robust manner with respect to operating errors. By coupling the at least one, in particular visual, marking, the infrastructure component can be measured particularly precisely.
Derartige Markierungen werden auch als Messmarken bezeichnet. Such markings are also referred to as measuring marks.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein mobiles Messsystem zum Vermessen eines Infrastrukturbauteils, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils, zu schaffen, das insbesondere sehr wirtschaftlich und flexibel A further object of the invention is to create a mobile measuring system for measuring an infrastructure component, in particular a track structure component, which is particularly economical and flexible
einsetzbar ist und besonders präzise Messergebnisse bereitstellt. Diese Aufgabe wird durch ein mobiles Messsystem mit den Merkmalen can be used and provides particularly precise measurement results. This task is performed by a mobile measuring system with the characteristics
des Anspruchs 16 gelöst. Die Vorteile des mobilen Messsystems entspre-of claim 16 solved. The advantages of the mobile measuring system correspond to
chen den Vorteilen des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Insbesondere chen the advantages of the method described above. Especially
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kann das mobile Messsystem mit mindestens einem der Merkmale weitergebildet sein, die vorstehend in Zusammenhang mit dem Verfahren be-the mobile measuring system can be further developed with at least one of the features described above in connection with the method
schrieben sind. are written.
Die Auswerteeinheit umfasst vorzugsweise einen Prozessor zur Verarbeitung digitaler Daten, insbesondere in Echtzeit, und/oder ein Speicherelement zum Speichern der Daten und/oder eine Benutzerschnittstelle zum Austausch von Informationen mit dem Benutzer. Zwischen der Auswerteeinheit und der Stereokamera besteht vorzugsweise eine, insbesondere kabelgebundene, Signalverbindung. Vorzugsweise umfasst die Auswerteeinheit einen Desktop-PC, ein Notebook und/oder einen Tablet-PC The evaluation unit preferably includes a processor for processing digital data, in particular in real time, and/or a storage element for storing the data and/or a user interface for exchanging information with the user. There is preferably a signal connection, in particular a cable connection, between the evaluation unit and the stereo camera. The evaluation unit preferably comprises a desktop PC, a notebook and/or a tablet PC
und/oder ein Smartphone. and/or a smartphone.
Das mobile Messsystem ist vorzugsweise zum Ausführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet. Auf dem Speicherelement der Auswerteeinheit kann ein Computerprogramm zum Ausführen des vorstehend The mobile measuring system is preferably designed to carry out the method described above. A computer program for executing the above can be stored on the memory element of the evaluation unit
beschriebenen Verfahrens hinterlegt sein. described procedure.
Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm zum Ausführen des The invention also relates to a computer program for executing the
vorstehend beschriebenen Verfahrens. procedure described above.
Vorzugsweise umfasst das mobile Messsystem eine Fixiereinheit zum Festlegen der Anordnung des Messsystems, insbesondere zum Fixieren des Messsystems am Boden. Die Fixiereinheit kann ein Stativ und/oder einen Fahrwagen, insbesondere einen auf Schienen verfahrbaren Messwagen, umfassen. Die Fixiereinheit ist vorzugsweise zur vollständigen Festlegung der Messposition und/oder der Messorientierung des Messsystems ausge-The mobile measuring system preferably includes a fixing unit for determining the arrangement of the measuring system, in particular for fixing the measuring system on the ground. The fixing unit can include a tripod and/or a carriage, in particular a measuring carriage that can be moved on rails. The fixing unit is preferably designed to completely determine the measurement position and/or the measurement orientation of the measurement system.
bildet. Hierdurch kann das Bestimmen der Relativposition, insbesondere forms. This allows the determination of the relative position, in particular
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das Bestimmen der Anordnung des Infrastrukturbauteils in dem globalen determining the placement of the infrastructure component in the global
Koordinatensystem, besonders präzise und robust erfolgen. Coordinate system, particularly precise and robust.
Ein mobiles Messsystem nach Anspruch 17 ist besonders flexibel und wirtschaftlich im Betrieb. Das Messmittel kann zum Erfassen der Kameraposition und/oder der Kameraorientierung relativ zu der Messposition und/oder der Messorientierung ausgebildet sein. Das Messmittel kann zum analogen oder digitalen Erfassen der Kameraanordnung ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit zum automatisierten Erfassen der Kameraanordnung relativ zu der Messanordnung mittels des Messmittels ausgebildet. Das Messmittel kann mindestens einen Winkelsensor zum Erfassen der Kameraorientierung relativ zu der Messorientierung und/oder einen Wegsensor zum Erfassen der Kameraposition relativ zu der Messposition aufweisen. Vorzugsweise ist der Winkelsensor als Drehgeber an einem Schwenkgelenk zwischen der Stereokamera und der Fixiereinheit und/oder der Positionsbestimmungseinheit ausgebildet. Der Wegsensor kann als Linearführung zwischen der Stereokamera und der Fixiereinheit ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, die Kameraanordnung relativ zu der Messanordnung beim Erfassen des Bildpaares des Infrastrukturbauteils zu erfassen. Somit kann die Stereokamera zur Verfolgung eines über das Messfeld der Stereokamera verlagerten Messpunkts bewegt, insbesondere geschwenkt, werden. Die Position des Messpunkts kann somit auch bei einer Verlagerung der Stereokamera stets in dem Messkoordinatensystem und/oder in dem globalen Koordinatensystem berechnet werden. Das Messfeld des Messsystems ist somit gegenüber dem A mobile measuring system according to claim 17 is particularly flexible and economical to operate. The measuring means can be designed to detect the camera position and/or the camera orientation relative to the measuring position and/or the measuring orientation. The measuring means can be designed for analog or digital detection of the camera arrangement. The evaluation unit is preferably designed for the automated detection of the camera arrangement relative to the measuring arrangement by means of the measuring means. The measuring means can have at least one angle sensor for detecting the camera orientation relative to the measurement orientation and/or a displacement sensor for detecting the camera position relative to the measurement position. The angle sensor is preferably designed as a rotary encoder on a swivel joint between the stereo camera and the fixing unit and/or the position determination unit. The path sensor can be designed as a linear guide between the stereo camera and the fixing unit. The evaluation unit is preferably designed to capture the camera arrangement relative to the measurement arrangement when capturing the image pair of the infrastructure component. The stereo camera can thus be moved, in particular pivoted, in order to track a measurement point displaced over the measurement field of the stereo camera. The position of the measurement point can thus always be calculated in the measurement coordinate system and/or in the global coordinate system even if the stereo camera is displaced. The measuring field of the measuring system is thus opposite to that
Messfeld der Stereokamera deutlich vergrößert. The measuring field of the stereo camera is significantly enlarged.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an-Further features, details and advantages of the invention result from the following description of several exemplary embodiments.
hand der Figuren. Es zeigen: hand of the figures. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines mobilen Messsystems mit einer Stereokamera, einer Auswerteeinheit und einer Positionsbestimmungseinheit, wobei das Messsystem zum Vermessen eines Gleisstrukturbauteils, insbesondere einer Fertigbetonplatte zum Bau eines schwellenlosen Gleises, eingesetzt 1 shows a schematic representation of a mobile measuring system with a stereo camera, an evaluation unit and a position determination unit, the measuring system being used to measure a track structural component, in particular a precast concrete slab for building a sleeper-free track
ist, is,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Messsystem in Fig. 1, wobei von der Stereokamera erfasste, an das Infrastrukturbauteil gekoppelte Messpunkte und von der Positionsbestimmungseinheit erfasste Vermessungspunkte zusammen mit einem globalen Koordinatensystem, einem Mess-Koordinatensystem und ei-2 shows a top view of the measuring system in FIG.
nem Kamera-Koordinatensystem dargestellt sind, are shown in a camera coordinate system,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Messsystem und des Infrastrukturbauteils in Fig. 1 weiter im Detail, wobei an dem Infrastrukturbauteil mehrere Markierungen zur Kennzeich-3 shows a perspective representation of the measuring system and the infrastructure component in FIG. 1 in more detail, with several markings on the infrastructure component for identification
nung der Messpunkte angebracht sind, Fig. 4 eine schematische Darstellung des mobilen Messsystems in tion of the measuring points are attached, Fig. 4 is a schematic representation of the mobile measuring system in
Fig. 1, wobei das Messsystem zum Vermessen eines Gebäu-Fig. 1, wherein the measuring system for measuring a building
deelements eingesetzt ist, deelements is used,
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Fig. 5 eine schematische Darstellung des mobilen Messsystems in Fig. 1, wobei das Messsystem zum Vermessen eines Brückenstrukturelements, insbesondere eines Brückenträgers, 5 shows a schematic representation of the mobile measuring system in FIG. 1, the measuring system for measuring a bridge structural element, in particular a bridge girder,
eingesetzt ist, bzw. is used, or
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Messsystems in Fig. 1, wobei das Messsystem zum Vermessen von Schienen durch Erfassen des Bewegungspfads von relativ zu dem Gleis be-6 shows a perspective representation of the measuring system in FIG.
wegten Messpunkten eingesetzt ist. because of the measuring points.
Anhand der Fig. 1 bis Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Vermessen eines Infrastrukturbauteils 1 mittels eines mobilen Messsystems 2 beschrieben. Das Infrastrukturbauteil 1 ist ein Gleisstrukturbauteil, insbesondere eine Fertigbetonplatte zum Bau eines schwellenlosen Gleises 3. Zum Befestigen von Schienen 4 weist das Infrastrukturbauteil 1 Auflageelemente 5 auf. An den Auflageelementen 5 sind Bohrungen A first exemplary embodiment of a method for measuring an infrastructure component 1 using a mobile measuring system 2 is described with reference to FIGS. 1 to 3 . The infrastructure component 1 is a structural track component, in particular a precast concrete slab for constructing a track 3 without sleepers. The infrastructure component 1 has support elements 5 for fastening rails 4 . At the support elements 5 are holes
6 zum Befestigen von Spannklemmen 7 angeordnet. 6 for attaching clamps 7 arranged.
In der Umgebung des Messsystems 2 bzw. des Infrastrukturbauteils 1 befinden sich Vermessungspunkte 8. Vermessungspunkte 8 sind am Boden oder an Gebäuden fixierte Punkte, die als Ausgangs- oder Zielpunkte bei der Landvermessung oder im Bauwesen dienen. Zum Erfassen der Position der Vermessungspunkte 8 werden in die Vermessungspunkte 8 eingestellte Reflektorstäbe 9 verwendet. Die Reflektorstäbe 9 sind besonders einfach und zuverlässig sensorisch erfassbar. Üblicherweise umfasst ein Reflektorstab 9 ein optisch erfassbares Zielfenster 10, das zum Erfassen des Vermessungspunkts 8 in einem bestimmten Abstand vertikal oberhalb von diesem Surveying points 8 are located in the vicinity of the measuring system 2 or the infrastructure component 1. Surveying points 8 are points fixed on the ground or on buildings, which serve as starting or target points in land surveying or in construction. Reflector rods 9 placed in the survey points 8 are used to detect the position of the survey points 8 . The reflector rods 9 can be detected by sensors in a particularly simple and reliable manner. Typically, a reflector rod 9 comprises an optically detectable target window 10 for detecting the survey point 8 at a certain distance vertically above it
angeordnet wird. is arranged.
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Das Messsystem 2 weist eine Stereokamera 11 und eine Positionsbestimmungseinheit 12 auf. Zum stabilen Aufstellen des Messsystems 2 auf dem Boden umfasst das Messsystem 2 ein Stativ 13, insbesondere ein Dreibein. Ferner umfasst das Messsystem 2 eine Auswerteeinheit 14 zum Verarbeiten der von der Stereokamera 11 und der Positionsbestimmungseinheit 12 The measuring system 2 has a stereo camera 11 and a position determination unit 12 . In order to set up the measuring system 2 stably on the floor, the measuring system 2 comprises a tripod 13, in particular a tripod. Furthermore, the measuring system 2 comprises an evaluation unit 14 for processing the data from the stereo camera 11 and the position determination unit 12
erfassten Daten. collected data.
Die Positionsbestimmungseinheit 12 ist an dem Stativ 13 angebracht. Eine Hochachse 15 der Positionsbestimmungseinheit 12 ist mittels des Stativs 13 vertikal ausrichtbar. Ein Laserdistanzmessgerät 16 der Positionsbestimmungseinheit 12 ist über ein Horizontalgelenk 17 um eine Horizontalachse 18 und über ein Vertikalgelenk 19 um eine Vertikalachse 20 schwenkbar an dem Stativ 13 angebracht. Die beiden Gelenke 17, 19 sind jeweils mit einem nicht dargestellten Drehgeber 20a, 20b zum Erfassen der Orientierung des Laserdistanzmessgeräts 16 ausgebildet. Mittels dieser Drehgeber 20a, 20b und aufgrund der vertikalen Ausrichtung der Hochachse 15 ist die The position determination unit 12 is attached to the tripod 13 . A vertical axis 15 of the position determination unit 12 can be aligned vertically by means of the stand 13 . A laser distance measuring device 16 of the position determination unit 12 is attached to the stand 13 so as to be pivotable about a horizontal axis 18 via a horizontal joint 17 and about a vertical axis 20 via a vertical joint 19 . The two joints 17, 19 are each formed with a rotary encoder 20a, 20b, not shown, for detecting the orientation of the laser distance measuring device 16. By means of this encoder 20a, 20b and due to the vertical orientation of the vertical axis 15 is the
Orientierung des Laserdistanzmessgeräts 16 vollständig bestimmbar. Orientation of the laser distance measuring device 16 can be fully determined.
Das Laserdistanzmessgerät 16 ist dazu ausgebildet, einen Reflektorabstand bı, b2, bs zu den Vermessungspunkten 8, insbesondere zu den Zielfenstern 10 der Reflektorstäbe 9, zu erfassen. Zum Ausrichten des Laserdistanzmessgeräts 16 in Richtung des jeweiligen Zielfensters 10 ist dieses um die Gelenke 17, 19 schwenkbar. Die erfassten Reflektorabstände bı, b2, b3 sind zusammen mit den von den Drehgebern 20a, 20b erfassten Drehwinkeln ßı, ß2, Ba. yı, v2, y3 über eine Signalverbindung 21 an die Auswerteeinheit 14 übertragbar. The laser distance measuring device 16 is designed to detect a reflector distance b1, b2, bs from the measurement points 8, in particular from the target windows 10 of the reflector rods 9. In order to align the laser distance measuring device 16 in the direction of the respective target window 10, it can be pivoted about the joints 17, 19. The detected reflector distances b1, b2, b3, together with the rotation angles ß1, ß2, Ba. yı, v2, y3 can be transmitted to the evaluation unit 14 via a signal connection 21 .
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Die Stereokamera 11 weist zwei Digitalkameras 22 auf. Die Digitalkameras 22 sind in einem Kameraabstand D voneinander angeordnet. Insbesondere sind die beiden Digitalkameras 22 in vertikaler Richtung auf derselben Höhe angeordnet. Die Stereokamera 11 ist derart mit der Positionsbestimmungseinheit 12 verbunden, dass diese mittels des Vertikalgelenks 19 um die Vertikalachse 20 schwenkbar gelagert ist, nicht jedoch um die Horizontalachse 18. Die Orientierung der Stereokamera 11 relativ zu dem Stativ 13 ist ausschließlich um die Vertikalachse 20 einstellbar. Bei den Digitalkameras 22 handelt es sich um Full-HD-Kameras mit einer Auflösung von The stereo camera 11 has two digital cameras 22 . The digital cameras 22 are arranged at a camera distance D from one another. In particular, the two digital cameras 22 are arranged at the same height in the vertical direction. The stereo camera 11 is connected to the position determination unit 12 in such a way that it can be pivoted about the vertical axis 20 by means of the vertical joint 19, but not about the horizontal axis 18. The orientation of the stereo camera 11 relative to the tripod 13 can only be adjusted about the vertical axis 20. The digital cameras 22 are full HD cameras with a resolution of
1920x1080 Pixeln. 1920x1080 pixels.
Das Messsystem 2 weist eine Beleuchtungseinheit 23 auf. Die Beleuchtungseinheit ist mittig zwischen den Digitalkameras 22 angeordnet. Zur Reduktion von Fremdlichteinflüssen ist die Beleuchtungseinheit 23 zum The measuring system 2 has an illumination unit 23 . The lighting unit is arranged centrally between the digital cameras 22 . To reduce the influence of extraneous light, the lighting unit 23 is
Abstrahlen von Infrarotlicht ausgebildet. Emitting infrared light formed.
An das Infrastrukturbauteil 1 sind Markierungen 24, in Form von Reflektoren, gekoppelt. Die jeweilige Markierung 24 ist mittels einer Markierbefestigung 25 an dem Infrastrukturbauteil 1, insbesondere an den Bohrungen 6, angebracht. Markings 24 in the form of reflectors are coupled to the infrastructure component 1 . The respective marking 24 is attached to the infrastructure component 1 , in particular to the bores 6 , by means of a marking attachment 25 .
Die Markierungen 24 sind um Markervektoren Cı, C2, C3, Ca, Cs versetzt zu der Stereokamera 11, insbesondere zu einem Ursprung 26 eines KameraKoordinatensystems 27, angeordnet. Die Reflektorabstände bı, b2, bz sind gegenüber dem Ursprung 28 eines Mess-Koordinatensystems 29 des Messsystems 2 bestimmt. Ein globales Koordinatensystem 30 hat den Ursprung The markings 24 are offset by marker vectors C 1 , C 2 , C 3 , Ca , C s to the stereo camera 11 , in particular to an origin 26 of a camera coordinate system 27 . The reflector distances b1, b2, bz are determined relative to the origin 28 of a measuring coordinate system 29 of the measuring system 2. A global coordinate system 30 has the origin
31. 31
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Die Auswerteeinheit 14 umfasst einen Prozessor 32 zum Verarbeiten von Daten, eine Benutzerschnittstelle 33 zum Austausch von Informationen mit dem Benutzer und ein Speicherelement 34 zum Speichern digitaler Daten. Der Prozessor 32 steht über die Signalverbindung 21 mit dem Messsystem 2, mit der Benutzerschnittstelle 33 und dem Speicherelement 34 in Signalverbindung. Die Benutzerschnittstelle 33 weist einen berührungsempfindlichen Bildschirm auf. Die Auswerteeinheit 14 kann beispielsweise ein The evaluation unit 14 includes a processor 32 for processing data, a user interface 33 for exchanging information with the user and a storage element 34 for storing digital data. The processor 32 is in signal connection with the measuring system 2 , with the user interface 33 and the memory element 34 via the signal connection 21 . The user interface 33 has a touch-sensitive screen. The evaluation unit 14 can, for example
Desktop-PC, ein Laptop, ein Tablet-PC oder ein Smartphone sein. be a desktop PC, a laptop, a tablet PC or a smartphone.
Die Funktionsweise des Messsystems 2 ist wie folgt: Measuring system 2 works as follows:
Zum Bau des Gleises 3 werden die Infrastrukturbauteile 1 in Form der Betonfertigplatten fortlaufend aneinander angelegt. Insbesondere werden die Infrastrukturbauteile 1 hierzu nacheinander aus einer Transportposition in eine individuelle Soll-Bauteilposition verlagert. In der Soll-Bauteilposition wird das jeweilige Infrastrukturbauteil 1 vorzugsweise in einer Soll-Bauteilorientierung angeordnet. Das Verlagern des Infrastrukturbauteils 1 kann beispielsweise mittels eines Krans 35 erfolgen. Zur präzisen, plangemäßen Positionierung und Orientierung des Infrastrukturbauteils 1 kommt das To build the track 3, the infrastructure components 1 in the form of precast concrete slabs are continuously applied to one another. For this purpose, in particular, the infrastructure components 1 are successively shifted from a transport position to an individual target component position. In the target component position, the respective infrastructure component 1 is preferably arranged in a target component orientation. The infrastructure component 1 can be moved, for example, by means of a crane 35 . This leads to the precise, planned positioning and orientation of the infrastructure component 1
Messsystem 2 zum Einsatz. Measuring system 2 used.
Das Messsystem 2 wird derart an dem Infrastrukturbauteil 1 angeordnet, dass das Messfeld 36 der Stereokamera 11, insbesondere ein Überlappungsbereich von Sichtfeldern der beiden Digitalkameras 22, das Infrastrukturbauteil 1 und die daran gekoppelten Markierungen 24 zumindest in der Soll-Bauteilposition überlappt. Hierdurch wird gewährleistet, dass beide Digitalkameras 22 das Infrastrukturbauteil 1 und die daran angebrachten Markierungen 24 beim Anordnen des Infrastrukturbauteils 1 er-The measuring system 2 is arranged on the infrastructure component 1 in such a way that the measuring field 36 of the stereo camera 11, in particular an overlapping area of fields of view of the two digital cameras 22, overlaps the infrastructure component 1 and the markings 24 coupled to it, at least in the target component position. This ensures that both digital cameras 22 can see the infrastructure component 1 and the markings 24 attached to it when the infrastructure component 1 is arranged.
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fassen können. Die Hochachse 15 des Messsystems 2 wird mittels des Stativs 13, insbesondere mittels einer analogen oder digitalen Wasserwaage, vertikal ausgerichtet. Das Stativ 13 wird am Boden fixiert und im Verlauf can grasp. The vertical axis 15 of the measuring system 2 is aligned vertically by means of the tripod 13, in particular by means of an analog or digital spirit level. The tripod 13 is fixed to the ground and in the course
des sich anschließenden Messverfahrens auch nicht mehr bewegt. of the subsequent measuring process also no longer moves.
Das Mess-Koodinatensystem 29 ist starr mit der Fixiereinheit 13 verbunden bzw. durch die Fixiereinheit 13 festgelegt und damit in Bezug auf das globale Koordinatensystem 30 fixiert. Die Messposition des Messsystems 2, insbesondere der Ursprung 28 und die Ausrichtung des Mess-Koordinatensystems 29, in dem globalen Koordinatensystem 30 werden bestimmt. Hierzu werden die Reflektorstäbe 9 auf den in der Umgebung des Messsystems 2 befindlichen Vermessungspunkten 8 angeordnet. Das Laserdistanzmessgerät 16 wird nacheinander auf die jeweiligen Zielfenster 10 der Reflektorstäbe 9 ausgerichtet. Für jeden Vermessungspunkt 8 werden der jeweilige Reflektorabstand bı, b2, bs, der jeweilige Drehwinkel ßı, ß2, B3 um die Horizontalachse 20 und der jeweilige Drehwinkel yı, yo, y3 um die Vertikalachse 19, insbesondere zusammen mit der Höhe des jeweiligen Zielfensters 10 über dem Vermessungspunkt 8, bestimmt. Diese Informationen The measuring coordinate system 29 is rigidly connected to the fixing unit 13 or fixed by the fixing unit 13 and is thus fixed in relation to the global coordinate system 30 . The measurement position of the measurement system 2, in particular the origin 28 and the orientation of the measurement coordinate system 29, in the global coordinate system 30 are determined. For this purpose, the reflector rods 9 are arranged on the measurement points 8 located in the vicinity of the measurement system 2 . The laser distance measuring device 16 is successively aligned with the respective target windows 10 of the reflector rods 9 . For each survey point 8, the respective reflector distance bı, b2, bs, the respective angle of rotation ßı, ß2, B3 around the horizontal axis 20 and the respective angle of rotation yı, yo, y3 around the vertical axis 19, in particular together with the height of the respective target window 10 the survey point 8. This information
werden über die Signalverbindung 21 an den Prozessor 32 übermittelt. are transmitted to the processor 32 via the signal connection 21 .
In dem Speicher 34 sind zu jedem der Vermessungspunkte 8 Koordinaten hinterlegt, die der Position des jeweiligen Vermessungspunkts 8 in dem globalen Koordinatensystem 30 entsprechen. Aus den Koordinaten der Vermessungspunkte 8 und den erfassten Messpositionswerte werden mittels des Prozessors 32 die Messposition, insbesondere der Ursprung 28 und die Orientierung des Mess-Koordinatensystems 29, in dem globalen Koordinatensystem 30 über gängige Vektorrechnung bestimmt und in dem Spei-Stored in the memory 34 for each of the survey points 8 are coordinates which correspond to the position of the respective survey point 8 in the global coordinate system 30 . From the coordinates of the measurement points 8 and the recorded measurement position values, the measurement position, in particular the origin 28 and the orientation of the measurement coordinate system 29, are determined by means of the processor 32 in the global coordinate system 30 using common vector calculation and stored in the memory.
cherelement 34 hinterlegt. cher element 34 deposited.
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Der Ursprung 26 des Kamera-Koordinatensystems 27 ist um einen MessKamera-Vektor £ versetzt zu dem Ursprung 28 des Mess-Koordinatensystems 29 angeordnet. Der Mess-Kamera-Vektor £ ist hinsichtlich seiner Länge und seines Vertikalanteils aufgrund der gewählten Befestigung der Stereokamera 11 unveränderlich. Der Horizontalanteil des Mess-KameraVektors £ ist abhängig von der Orientierung der Stereokamera 11 um die Vertikalachse 20. Der Mess-Kamera-Vektor £ wird anhand seiner bekannten Länge, dem ebenfalls bekannten Vertikalanteil und dem mittels des Drehgebers 20b des Vertikalgelenks 19 ermittelten Horizontalanteils bestimmt. Anhand des Mess-Kamera-Vektors £ und der Messposition, insbesondere des Ursprungs 28 und der Orientierung des Mess-Koordinatensystems 29, werden der Ursprung 26 und die Orientierung des Kamera-Koordinatensystems 27 in dem globalen Koordinatensystem 30 bestimmt. Somit können von der Stereokamera 11 erfasste Relativpositionen der Messpunkte 37, 38, 39, 40, 41 über gängige, in der Auswerteeinheit 14, insbesondere von dem Prozessor 32, ausgeführte Koordinatentransformationen, The origin 26 of the camera coordinate system 27 is offset by a measurement camera vector £ to the origin 28 of the measurement coordinate system 29 . The measuring camera vector £ is unchangeable with regard to its length and its vertical component due to the chosen mounting of the stereo camera 11 . The horizontal component of the measurement camera vector £ is dependent on the orientation of the stereo camera 11 about the vertical axis 20. The measurement camera vector £ is determined using its known length, the vertical component that is also known and the horizontal component determined by means of the rotary encoder 20b of the vertical joint 19. The origin 26 and the orientation of the camera coordinate system 27 in the global coordinate system 30 are determined on the basis of the measurement camera vector £ and the measurement position, in particular the origin 28 and the orientation of the measurement coordinate system 29 . Thus, the relative positions of the measuring points 37, 38, 39, 40, 41 detected by the stereo camera 11 can be determined via common coordinate transformations carried out in the evaluation unit 14, in particular by the processor 32,
in dem globalen Koordinatensystem 30 bestimmt werden. in the global coordinate system 30 can be determined.
Während des Erfassens des Bildpaares mittels der Stereokamera 11 ist diese vorzugsweise relativ zu dem Mess-Koordinatensystem 29, insbesondere zu dem Stativ 13, fixiert. Hierdurch kann das Bildpaar besonders prä-During the recording of the pair of images by means of the stereo camera 11, this is preferably fixed relative to the measuring coordinate system 29, in particular to the stand 13. This allows the pair of images to be particularly
zıse und robust erfasst werden. be captured zıse and robust.
Alternativ kann die Stereokamera 11 während des Erfassens des Infrastrukturbauteils 1, insbesondere kontinuierlich und/oder entsprechend der Verlagerungsbewegung des Infrastrukturbauteils 1 relativ zu dem Mess-Koordinatensystem 29 beweget, insbesondere geschwenkt, insbesondere um die Alternatively, the stereo camera 11 can be moved, in particular pivoted, in particular around the
Vertikalachse 20 geschwenkt, werden. Vertical axis 20 pivoted, are.
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Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Stereokamera 11 starr mit dem Mess-Koordinatensystem 29, insbesondere mit dem Stativ 13, verbunden. Ein Vertikalgelenk 19 ist dabei nicht vorgesehen. Die Stereokamera 11 kann relativ zu dem Mess-Koordinatensystem 29 nicht ge-According to a further alternative embodiment, the stereo camera 11 is rigidly connected to the measuring coordinate system 29, in particular to the stand 13. A vertical joint 19 is not provided. The stereo camera 11 cannot be moved relative to the measurement coordinate system 29
schwenkt werden. be pivoted.
Die Anordnung des Infrastrukturbauteils 1 ist durch dessen Position und Orientierung bestimmt. Die Bauteilposition ist durch den Ursprung 42 eines Bauteil-Koordinatensystems 43 bestimmt. Die Bauteilorientierung ist The arrangement of the infrastructure component 1 is determined by its position and orientation. The component position is determined by the origin 42 of a component coordinate system 43 . The component orientation is
durch die Orientierung des Bauteil-Koordinatensystems 43 bestimmt. determined by the orientation of the component coordinate system 43.
Die Position der Messpunkte 37, 38, 39, 40, 41 an dem Infrastrukturbauteil 1 ist bekannt, insbesondere ist diese in einem entsprechenden Datensatz in dem Speicherelement 34 hinterlegt. Hieraus wird die Anordnung des Bauteil-Koordinatensystems 43 mit dem Ursprung 42 relativ zu den Messpunkten 37, 38, 39, 40, 41, insbesondere mittels des Prozessors 32, berechnet. Über gängige Koordinatentransformationsverfahren ist die Bauteilanordnung, insbesondere sind die Bauteilposition und die Bauteilorientierung in dem globalen Koordinatensystem 30 bestimmbar. In dem globalen Koordinatensystem 30 ist die Bauteilposition anhand des von dem Ursprung 31 auf den Ursprung 42 weisenden Bauteilpositionsvektors p bestimmt. Die Bauteilorientierung kann in dem globalen Koordinatensystem 30 beispielsweise anhand eines entsprechenden Bauteilorientierungsvektors für das The position of the measuring points 37, 38, 39, 40, 41 on the infrastructure component 1 is known; in particular, this is stored in a corresponding data record in the memory element 34. From this, the arrangement of the component coordinate system 43 with the origin 42 relative to the measuring points 37, 38, 39, 40, 41 is calculated, in particular by means of the processor 32. The arrangement of the components, in particular the component position and the component orientation, can be determined in the global coordinate system 30 using common coordinate transformation methods. The component position is determined in the global coordinate system 30 using the component position vector p pointing from the origin 31 to the origin 42 . The component orientation can be in the global coordinate system 30, for example, using a corresponding component orientation vector for the
Bauteil-Koordinatensystem 43 angegeben werden. Mittels des Krans 35 wird das Infrastrukturbauteil 1 aus einer Bevorra-Component coordinate system 43 are specified. Using the crane 35, the infrastructure component 1 from a storage
tungs-Bauteilanordnung in eine Soll-Bauteilanordnung verlagert. Die Bau-tion component arrangement shifted to a target component arrangement. the construction
teilanordnung wird während des Verlagerns des Infrastrukturbauteils 1 sub-assembly is during the relocation of the infrastructure component 1
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fortwährend mittels des Messsystems 2 bestimmt. Insbesondere erfolgt das Bestimmen der Bauteilanordnung mit einer Frequenz in einem Bereich von continuously determined by means of the measuring system 2. In particular, the component arrangement is determined with a frequency in a range of
10 Hz bis 100 Hz, insbesondere mit einer Frequenz von 55 Hz. 10 Hz to 100 Hz, in particular with a frequency of 55 Hz.
Die Soll-Bauteilanordnung ist für jedes der Infrastrukturbauteile 1 in dem Speicherelement 34 hinterlegt. Die Soll-Bauteilanordnung des jeweiligen Infrastrukturbauteils 1 ist vorzugsweise zusammen mit einer individuellen Identifikationsinformation oder einer fortlaufenden Nummer in dem Speicherelement 34 hinterlegt. Anhand der individuellen Identifikationsinformation oder der fortlaufenden Nummer kann der Benutzer über die Benutzerschnittstelle 33 die für das momentan anzuordnende Infrastrukturbauteil The desired component arrangement is stored in the storage element 34 for each of the infrastructure components 1 . The desired component arrangement of the respective infrastructure component 1 is preferably stored in the storage element 34 together with individual identification information or a sequential number. Using the individual identification information or the serial number, the user can use the user interface 33 for the currently to be arranged infrastructure component
1 zutreffende Soll-Bauteilanordnung auswählen. 1 Select the appropriate target component arrangement.
Die Soll-Bauteilanordnung umfasst beispielsweise einen Soll-Bauteilpositionsvektor und einen Soll-Bauteilorientierungsvektor. Mittels des Prozessors 32 wird die erfasste Bauteilanordnung fortwährend, insbesondere mit der Frequenz in dem Bereich von 10 Hz bis 100 Hz, insbesondere mit der Frequenz von 55 Hz, mit der Soll-Bauteilanordnung verglichen. Das Vergleichsergebnis ist durch die Differenz zwischen der Soll-Bauteilanordnung und der Bauteilanordnung bestimmt. Das Vergleichsergebnis wird dem Benutzer über die Benutzerschnittstelle 33 in Form eines Differenz-The target component arrangement includes, for example, a target component position vector and a target component orientation vector. By means of the processor 32, the detected component arrangement is continuously compared with the target component arrangement, in particular with the frequency in the range from 10 Hz to 100 Hz, in particular with the frequency of 55 Hz. The comparison result is determined by the difference between the target component arrangement and the component arrangement. The result of the comparison is presented to the user via the user interface 33 in the form of a differential
Positionsvektors und eines Differenz-Orientierungvektors angezeigt. Position vector and a differential orientation vector are displayed.
Das Verlagern des Infrastrukturbauteils 1 erfolgt anhand des Vergleichsergebnisses. Insbesondere kann das Infrastrukturbauteil 1 mittels des Krans 35 automatisiert, insbesondere geregelt, in die Soll-Bauteilanordnung verlagert werden. Unterschreitet das Vergleichsergebnis, insbesondere der The infrastructure component 1 is relocated using the result of the comparison. In particular, the infrastructure component 1 can be relocated to the target component arrangement in an automated manner, in particular in a controlled manner, by means of the crane 35 . If the comparison result falls short, in particular the
Differenz-Positionsvektor und der Differenz-Orientierungsvektor, einen Difference position vector and the difference orientation vector, a
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vorgegebene Anordnungs-Schwellenwert, so ist eine zulässige Bauteilanordnung erreicht. Das Infrastrukturbauteil 1 wird in dieser Anordnung fixiert. Das Verfahren zum Anordnen des Infrastrukturbauteils 1 ist beendet. Ein weiteres Infrastrukturbauteil 1 kann entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren aus der Bevorratungs-Bauteilanordnung in die Soll-predetermined arrangement threshold value, a permissible component arrangement is reached. The infrastructure component 1 is fixed in this arrangement. The method for arranging the infrastructure component 1 is ended. A further infrastructure component 1 can be transferred from the storage component arrangement to the target
Bauteilanordnung überführt und dort fixiert werden. Component arrangement are transferred and fixed there.
Mittels des Messsystems 2 kann, zusätzlich oder alternativ zum Bestimmen der Anordnung des Infrastrukturbauteils 1, eine Verformung des Infrastrukturbauteils 1 bestimmt werden. Die Markervektoren c werden hierzu entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren durch Erfassen von Bildpaaren mittels der Stereokamera bestimmt. Eine Transformation der Markerpositionen in das globale Koordinatensystem 30 ist zum Bestimmen In addition or as an alternative to determining the arrangement of the infrastructure component 1, a deformation of the infrastructure component 1 can be determined by means of the measuring system 2. For this purpose, the marker vectors c are determined according to the method described above by capturing image pairs using the stereo camera. A transformation of the marker positions into the global coordinate system 30 is to be determined
der Verformung des Infrastrukturbauteils 1 nicht erforderlich. the deformation of the infrastructure component 1 is not required.
Die Position der Markierungen 24 werden mittels des Prozessors 32 anhand der Markervektoren € in dem Bauteil-Koordinatensystem 43 bestimmt. In dem Speicherelement 34 sind Soll-Markerpositionen der Markierelemente 24, insbesondere für jedes individuelle Infrastrukturbauteil 1, hinterlegt. Die entsprechenden Soll-Markierpositionen sind von dem Benutzer über die Benutzerschnittstelle 33 anhand einer für das Infrastrukturbauteil 1 einzigartigen Identifikationsinformation auswählbar. Mittels des Prozessors 32 werden die Markerpositionen mit den Soll-Markerpositionen verglichen. Das Vergleichsergebnis wird als Differenz zwischen der SollMarkerposition und der Markerposition bestimmt. Das Vergleichsergebnis The position of the markings 24 is determined by the processor 32 using the marker vectors E in the component coordinate system 43 . Target marker positions of the marking elements 24 , in particular for each individual infrastructure component 1 , are stored in the storage element 34 . The corresponding target marking positions can be selected by the user via the user interface 33 using identification information that is unique to the infrastructure component 1 . The marker positions are compared with the target marker positions by means of the processor 32 . The result of the comparison is determined as the difference between the target marker position and the marker position. The comparison result
korreliert mit einer Verformung des Infrastrukturbauteils 1. correlates with a deformation of the infrastructure component 1.
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Das Bestimmen des Vergleichsergebnisses erfolgt beispielsweise während des Verlagerns des Infrastrukturbauteils 1, insbesondere zwischen der Bevorratungs-Bauteilanordnung und der Soll-Bauteilanordnung, und/oder in der Soll-Bauteilanordnung, insbesondere vor dem Fixieren oder im An-The comparison result is determined, for example, during the relocation of the infrastructure component 1, in particular between the storage component arrangement and the target component arrangement, and/or in the target component arrangement, in particular before fixing or in the
schluss an das Fixieren des Infrastrukturbauteils 1, und/oder zu Wartungs-connection to the fixing of the infrastructure component 1, and/or for maintenance
zwecken nach Ablauf einer bestimmten Wartungsperiode. purposes after a certain maintenance period.
Vorzugsweise erfolgt das Verlagern des Infrastrukturbauteils 1 derart, dass ein Verformungs-Schwellenwert nicht überschritten wird. Eine Reduktion der Verformung kann beispielsweise durch gleichmäßigeres Verlagern oder The displacement of the infrastructure component 1 preferably takes place in such a way that a deformation threshold value is not exceeded. A reduction in the deformation can be achieved, for example, by moving or shifting more evenly
zusätzliche Aufhängungspunkte erreicht werden. additional suspension points can be reached.
Das Vergleichsergebnis der Verformung wird fortwährend in dem Speicherelement 34 abgespeichert. Die Dokumentation der Verformung ermöglicht eine verbesserte Qualitätssicherung. Das nach der Wartungsperiode bestimmte Vergleichsergebnis kann eine Grundlage für die Entscheidung über Instandhaltungsmaßnahmen sein. Hierzu kann insbesondere ein Vergleich zwischen der Soll-Markerposition und der Markerposition, die im Anschluss an das Fixieren des Infrastrukturbauteils 1 und/oder Ablauf einer Wartungsperiode bestimmt wurden, erfolgen. Auch die nach Ablauf einer Wartungsperiode bestimmte Bauteilanordnung kann zum Bestimmen des Vergleichsergebnisses mit der Soll-Bauteilanordnung und/oder der Bauteilanordnung im Anschluss an das Fixieren des Infrastrukturbauteils 1 vergli-The comparison result of the deformation is continuously stored in the storage element 34 . The documentation of the deformation enables improved quality assurance. The comparison result determined after the maintenance period can be a basis for the decision on maintenance measures. For this purpose, in particular, a comparison can be made between the target marker position and the marker position that was determined following the fixing of the infrastructure component 1 and/or the end of a maintenance period. The component arrangement determined after the end of a maintenance period can also be compared to the target component arrangement and/or the component arrangement following the fixing of the infrastructure component 1 to determine the comparison result.
chen werden. Das vorstehend beschriebene Verfahren ermöglicht eine besonders präzise become. The method described above enables a particularly precise
und wiederholgenaue Positionierung von Infrastrukturbauteilen 1, insbe-and repeatable positioning of infrastructure components 1, in particular
sondere in einem globalen Koordinatensystem 30. Das Verfahren macht special in a global coordinate system 30. The method makes
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Beanspruchungen, insbesondere Überbeanspruchungen, von Infrastrukturbauteilen 1 beim Transport und/oder beim Fixieren erkennbar. Die Wartung von Infrastrukturbauteilen 1 kann in besonders effizienter und zuverlässiger Weise erfolgen. Infrastrukturbauteile 1 sind mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens beim Einbau und während ihrer Nutzungsdauer hinsichtlich ihrer Anordnung und Beanspruchung besonders flexibel, zu-Stresses, in particular overstresses, recognizable from infrastructure components 1 during transport and/or when fixing. Infrastructure components 1 can be maintained in a particularly efficient and reliable manner. Infrastructure components 1 are particularly flexible using the method described above during installation and during their useful life with regard to their arrangement and stress,
verlässig, effizient und wirtschaftlich überwachbar. reliable, efficient and economical to monitor.
Anhand der Fig. 4 und Fig. 5 sind zwei weitere Beispiele zur Verwendung des vorstehend beschriebenen Messsystems 2 bzw. Anwendungsbeispiele des vorstehend beschriebenen Verfahrens erläutert. Im Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das in der Fig. 4 dargestellte Infrastrukturbauteil 1 ein Gebäudeelement, insbesondere eine Fertigbetonwand. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird das Infrastrukturbauteil 1 mittels des Messsystems 2 präzise in die Soll-Bauteilanordnung verlagert. Das Verlagern des Infrastrukturbauteils 1 erfolgt manu-Two further examples of the use of the measuring system 2 described above or application examples of the method described above are explained with reference to FIGS. 4 and 5 . In contrast to the exemplary embodiment described above, the infrastructure component 1 shown in FIG. 4 is a building element, in particular a precast concrete wall. According to the method described above, the infrastructure component 1 is moved precisely into the target component arrangement by means of the measuring system 2 . Infrastructure component 1 is relocated manually
ell anhand des von dem Messsystem 2 bestimmten Vergleichsergebnisses. ell based on the comparison result determined by the measuring system 2 .
Das in der Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen dadurch, dass die von dem Messsystem 2 erfassten Infrastrukturbauteile 1 ein Brückenträger und ein Brückenpfeiler sind. Das als Brückenträger ausgebildete Infrastrukturbauteil 1 wird entsprechend des vorstehend beschriebenen Verfahrens mittels eines Krans 35 in die Soll-Bauteilanordnung verlagert, wobei das Verlagern automatisiert anhand eines gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahrens bestimmten Vergleichsergebnisses zwischen der Bauteilanordnung und der Soll-Bauteilanordnung erfolgt. Beim Verlagern und/oder The exemplary embodiment shown in FIG. 5 differs from the exemplary embodiments described above in that the infrastructure components 1 detected by the measuring system 2 are a bridge girder and a bridge pier. The infrastructure component 1 embodied as a bridge girder is moved into the target component arrangement using a crane 35 in accordance with the method described above, with the shifting taking place automatically using a comparison result between the component arrangement and the target component arrangement determined using the method described above. When relocating and/or
in der Soll-Bauteilanordnung wird die Verformung des Infrastrukturbau-in the target component arrangement, the deformation of the infrastructure
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teils 1 gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren bestimmt und überwacht. Ferner werden die Markerpositionen der als Brückenträger und Brückenpfeiler ausgebildeten Infrastrukturbauteile 1, insbesondere im Anschluss an die Fertigstellung der Brücke und/oder nach vorgegebenen Wartungsperioden, zum Bestimmen neuer Verformungen erfasst. Anhand des Verformungsbilds können beispielsweise Risse in dem Infrastrukturbauteil 1 identifiziert werden. Anhand der bestimmten Verformungen, insbesondere anhand eines daraus bestimmten Verformungs- und/oder Rissfortschritts, kann über möglicherweise notwendige Instandhaltungsmaßnah-part 1 determined and monitored in accordance with the procedure described above. Furthermore, the marker positions of the infrastructure components 1 designed as bridge girders and bridge piers are recorded, in particular after the completion of the bridge and/or after specified maintenance periods, in order to determine new deformations. For example, cracks in the infrastructure component 1 can be identified on the basis of the deformation image. On the basis of the deformations determined, in particular on the basis of a deformation and/or crack progress determined from this, it is possible to determine whether maintenance measures may be necessary
men entschieden werden. be decided.
Anhand der Fig. 6 ist ein weiteres Verfahren zum Vermessen eines Infrastrukturbauteils 1 bzw. ein weiteres Anwendungsbeispiel zur Verwendung des Messsystems 2 beschrieben. Im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Markierungen 24 an einem Messwagen 44, der als Schienenfahrzeug ausgebildet ist, angebracht. Über den Messwagen 44 sind die Markierungen 24 und die damit gekennzeichneten Messpunkte 37, 38 an die Schienen 4, welche die zu vermessenden A further method for measuring an infrastructure component 1 or a further application example for using the measuring system 2 is described with reference to FIG. 6 . In contrast to the exemplary embodiments described above, the markings 24 are attached to a measuring carriage 44 which is designed as a rail vehicle. Above the measuring carriage 44 are the markings 24 and the measuring points 37, 38 marked with them on the rails 4, which are the ones to be measured
Infrastrukturbauteile 1 darstellen, gekoppelt. Represent infrastructure components 1 coupled.
Zum Vermessen der Infrastrukturbauteile 1, insbesondere der Schienen 4, werden die Markierungen 24 mittels des Messwagens 44 im Messfeld 36 des Messsystems 2 über die Schienen 4 verlagert. Das Messsystem 2 erfasst dabei fortwährend, insbesondere mit einer Messfrequenz von 10 Hz, die Relativpositionen der an die Infrastrukturbauteile 1 gekoppelten Messpunkte 37, 38. Die Fahrgeschwindigkeit des Messwagens 44 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 2 m/s bis 20 m/s. Anhand des zeitlichen Verlaufs der Relativpositionen werden Bewegungstrajektorien 44a der Mess-To measure the infrastructure components 1 , in particular the rails 4 , the markings 24 are moved over the rails 4 in the measuring field 36 of the measuring system 2 by means of the measuring carriage 44 . The measuring system 2 continuously records the relative positions of the measuring points 37, 38 coupled to the infrastructure components 1, in particular with a measuring frequency of 10 Hz. The driving speed of the measuring car 44 is preferably in a range of 2 m/s to 20 m/s. Movement trajectories 44a of the measurement
punkte 37, 38 bestimmt. points 37, 38 determined.
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Die Anordnung der Markierungen 24 relativ zu den Schienen 4, insbesondere in einer Ebene senkrecht zu der Fahrrichtung 45, ist bekannt, insbesondere durch den Messwagen 44 fest vorgegeben oder veränderlich und wird an dem Messwagen 44 erfasst. Anhand des zeitlichen Verlaufs der Relativpositionen wird mittels der Auswerteeinheit 14, insbesondere mittels des Prozessors 32, die Position der Schienen 4 in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten und damit an unterschiedlichen Punkten entlang der Fahrrichtung 45, in dem globalen Koordinatensystem 30 bestimmt. Die Bauteilanordnung der Infrastrukturbauteile 1, insbesondere der Verlauf der Schienen The arrangement of the markings 24 relative to the rails 4, in particular in a plane perpendicular to the direction of travel 45, is known, in particular fixed or variable by the measuring carriage 44 and is recorded on the measuring carriage 44. The position of the rails 4 at successive points in time and thus at different points along the direction of travel 45 in the global coordinate system 30 is determined by means of the evaluation unit 14, in particular by means of the processor 32, based on the course of the relative positions over time. The component arrangement of the infrastructure components 1, in particular the course of the rails
4, ist hierdurch in dem globalen Koordinatensystem 30 bestimmbar. 4 can be determined in the global coordinate system 30 as a result.
Das Verfahren entspricht im Übrigen dem Verfahren entsprechend den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Das Verfahren ermöglicht eine besonders präzise und effiziente Bestimmung der Bauteilanordnung in dem globalen Koordinatensystem 30, insbesondere beim Gleisbau, nach dem Verlegen der Schienen 4 und/oder zu Wartungszwecken nach dem The method otherwise corresponds to the method according to the exemplary embodiments described above. The method enables a particularly precise and efficient determination of the component arrangement in the global coordinate system 30, in particular during track construction, after the rails 4 have been laid and/or for maintenance purposes after the
Ablauf einer bestimmten Wartungsperiode. expiry of a certain maintenance period.
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