-
Vorrichtung zur automatisierten Erfassung von Objekten mittels eines sich bewegenden Fahrzeugs
-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatisierten Erfassung von Objekten mittels eines sich bewegenden Fahrzeugs.
-
Eine derartige Vorrichtung ist aus der
DE 10 2004 028 736 A1 bekannt. Zur Erfassung von Objekten bewegt sich ein Fahrzeug entlang der Straßen eines zu erfassenden Gebietes. Während des Befahrens werden visuell erfassbare Objekte mittels einer Aufnahmeeinrichtung in einer Abfolge von Fotos und mittels einer weiteren Einrichtung deren Position erfasst und in einer Aufnahmeeinrichtung, meist einem in dem Fahrzeug angeordneten Rechner, gespeichert.
-
Die aufgenommenen Fotos oder Bewegtbilder werden mit den ebenfalls erfassten Daten zur Position in einer Datenbank zusammengeführt, so dass die Fotos in Bezug auf die Position bestimmbar sind. Eine derartige Zuordnung wird auch als Georeferenzierung bezeichnet.
-
Die Erfassung der aktuellen Position erfolgt meist mittels eines an dem Fahrzeug angebrachten Empfängers für ein Satellitennavigationssystem, beispielsweise dem Global Positioning System (GPS). Ferner kann das Fahrzeug mit einem Inertialsystem und einer Einrichtung zur Erfassung der Geschwindigkeit ausgerüstet sein. Ein Inertialsystem umfasst mehrere Sensoren zur Erfassung der Beschleunigung in allen Raumrichtungen und Sensoren zur Erfassung der Drehbewegung in allen Raumrichtungen, dem Roll-Nick-Gierwinkel. Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann über einen Sensor erfasst werden, der einem Rad zugeordnet oder in dem Getriebe angeordnet ist. Durch die von dem Inertialsystem erfassten Beschleunigungen und Drehbewegungen sowie der erfassten Geschwindigkeit kann ausgehend von einer ursprünglich erfassten Position die aktuelle Position errechnet werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn bei einer Tunnelfahrt kein Satellitensignal empfangen werden kann. Des Weiteren kann mittels der durch das Inertialsystem und dem Geschwindigkeitssensor bestimmten Position die durch das Satellitensignal empfangene Position korrigiert werden, so dass eine Positionsbestimmung mit hoher Genauigkeit möglich ist.
-
Die in einer Datenbank gespeicherten georeferenzierten Objekte können mit einem Rauminformationssystem zusammengeführt werden. Ein Rauminformationssystem ist ein datenbankgestütztes Informationssystem zur Erfassung, Bearbeitung, Organisation und Darstellung geografischer Daten. Derartige Rauminformationssysteme sind Geoinformationssysteme und automatisierte Liegenschaftskarten. Nach der Zusammenführung können die georeferenzierten Objekte gemeinsam mit den Daten des Rauminformationssystems dargestellt werden, wobei der Datenbestand des Rauminformationssystems korrigiert oder ergänzt werden kann.
-
DE 10 2004 028 736 A1 zeigt ein Fahrzeug für die Erfassung und Bestimmung von ortsfesten Objekten. Dabei werden auf einem Fahrzeug Kameras und Laserscanner kombiniert angeordnet.
DE 103 54 641 A1 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Anzeige von Fahrerassistenzsysteminformationen in einem Fahrzeug. Ein Fahrassistenzsystem zeigt auch die
WO 88/09023 A1 .
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung so zu verbessern, dass die Position und die Abmessung erfasster Objekte unmittelbar erfasst aus dem Videobild entnommen werden können.
-
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatisierten Erfassung von Objekten zur Lösung der Aufgabe, umfasst ein bewegbares Fahrzeug, wobei das Fahrzeug mit einer Messanordnung versehen ist, wobei die Messanordnung eine erste Einrichtung zum Aufnehmen von wenigstens einem Bewegtbild, eine zweite Einrichtung zur Positionsbestimmung, eine dritte Einrichtung zur Bestimmung der Neigung und der Beschleunigung und eine vierte Einrichtung zur Bestimmung eines zweidimensionalen Vertikalprofils umfasst, ferner eine fünfte Einrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeit sowie eine Steuer- und Aufnahmeeinheit.
-
Ferner sind erfindungsgemäß die erste Einrichtung, die zweite Einrichtung, die dritte Einrichtung und die vierte Einrichtung auf einer horizontal ausgerichteten Plattform angeordnet. Diese Anordnung erlaubt die genaue Zuordnung und Korrektur der von den Einrichtungen erfassten Daten und deren Zusammenführung in nur einem Punkt, dessen Position millimetergenau bekannt ist.
-
Die erste Einrichtung ist als Kamera ausgebildet, welche eine feste Brennweite aufweist, wobei die Kamera kalibriert und das von der Kamera aufgenommene Bewegtbild mit einem maßstabsgerechten Raster hinterlegbar ist. Die Kamera weist vorzugsweise in Fahrtrichtung. Des Weiteren können weitere Kameras vorgesehen sein, die seitlich angeordnet sind und in Fahrtrichtung betrachtet um 90° nach rechts und um 90° nach links verdreht sind. Mit diesen Kameras werden Objekte seitlich des Fahrzeugs erfasst. Auch die seitlich angeordneten Kameras sind entsprechend der in Fahrtrichtung weisenden Kamera kalibriert. Dadurch können Objekte seitlich des Fahrzeugs verzerrungsarm erfasst und hinsichtlich ihrer Abmessungen bestimmt werden. Es ist auch denkbar auf jeder Seite zwei Kameras anzuordnen, wobei jeweils eine Kamera einen geringen Neigungswinkel zur Horizontalen und jeweils eine Kamera einen großen Neigungswinkel zur Horizontalen aufweist. Dadurch können Objekte mit großen Abmessungen, beispielsweise Bäume und Straßenlaternen hinsichtlich ihrer Abmessungen bestimmt werden.
-
Die zweite Einrichtung ist bevorzugt eine Einrichtung zum Empfang von Signalen eines Satellitennavigationssystems, beispielsweise dem GPS. Die Einrichtung ist dazu mit einer Empfangseinrichtung zum Empfang des Satellitensignals und einer Einrichtung zur Bestimmung der Empfangsqualität des Satellitensignals ausgerüstet.
-
Die dritte Einrichtung dient der Erfassung der Bestimmung der Neigung, also des Roll-Nick-Gier-Winkels und der Beschleunigung im Raum. Eine derartige Einrichtung wird als Inertialsystem bezeichnet und umfasst eine Anzahl von Neigungssensoren, Beschleunigungssensoren und gegebenenfalls einem Kreiselkompass. Das Inertialsystem erfasst jede Lageänderung des Fahrzeugs im Raum und ermöglich gemeinsam mit der erfasste Geschwindigkeit mittels einer Koppelnavigation die Berechnung einer aktuellen Position.
-
Die vierte Einrichtung zur Erfassung des Abstandsprofils ist bevorzugt ein Laserscanner der rotierende Einrichtungen aufweist, wobei die Rotationsachse in Fahrtrichtung weist, so dass die rotierende Einrichtung um die Längsachse des Fahrzeugs rotiert. Der Laserscanner tastet laufend die Umgebung ab und erfasst Entfernungen zu angrenzenden Objekten und erstellt laufend ein zweidimensionales Profil der Umgebung. Aufgrund der Ausrichtung der Rotationsachse ist das Profil vertikal ausgerichtet. Zur Auswertung werden die einzelnen gemessenen Profile mit einem Zeitstempel versehen und chronologisch ausgerichtet.
-
Bei stehendem Fahrzeug werden durch Abgleich mit der zu jedem Zeitstempel erfassten Geschwindigkeit räumlich übereinanderliegende Profile eliminiert. Eine derartige Elimination erfolgt auch für das Bewegtbild, der Position und der Beschleunigung sowie der Neigung. Dadurch erfolgt auch eine Reduktion der Datenmenge.
-
Durch die chronologische Anordnung der Abstandsprofile entsteht ein räumliches dreidimensionales Abstandsprofil der durch die vierte Einrichtung erfassten Objekte. Das Abstandsprofil ermöglicht die Bestimmung des Abstandes zwischen der durch die zweite Einrichtung erfassten Position und dem Profil des angrenzenden Objektes. Dadurch kann auch das angrenzende Objekt mit räumlichen Koordinaten, beispielsweise Gauß-Krüger-Koordinaten oder WGS 84 Koordinaten versehen werden.
-
Die fünfte Einrichtung zur Erfassung der Geschwindigkeit ist vorzugsweise als Radsensor ausgebildet und erfasst die Anzahl der Umdrehungen einer an dem Rad ortsfesten Scheibe und ermittelt anhand der Umdrehungszahl und dem Umfang des Rades die Geschwindigkeit. Es ist auch denkbar die fünfte Einrichtung in dem Getriebe des Fahrzeugs anzuordnen.
-
Ein Verfahren zur automatisierten Erfassung von Objekten mittels eines sich bewegenden Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug mit einer Messanordnung ausgerüstet ist, umfasst die Aufnahme zumindest eines Bewegtbildes; die Aufnahme der momentanen räumlichen Position mittels Satellitennavigation; die Aufnahme eines Abstandsprofils der Umgebung; die Erfassung der momentanen Neigung sowie der momentanen Beschleunigung in allen Raumrichtungen; die Erfassung der momentanen Geschwindigkeit; die Speicherung der aufgenommenen und erfassten Daten in einer zentralen Steuereinheit, wobei die Daten jeweils mit einem Zeitstempel versehen werden; die Durchführung einer Zeitkorrektur zur Synchronisation der aufgenommenen und erfassten Daten; das Zusammenführen der Daten der Neigung und der Beschleunigung sowie der Geschwindigkeit; Überprüfung der Empfangsqualität der mittels Satellitennavigation aufgenommen räumlichen Position und Korrektur räumlichen Position mittels der zusammengeführten Daten; die Speicherung der korrigierten Positionsdaten; das Zusammenführen der korrigierten Positionsdaten, des Abstandsprofils und der Bewegtbilder; die Speicherung des mit den korrigierten Positionsdaten und dem Abstandsprofil versehenen Bewegtbildes und die Bestimmung der räumlichen Position und der Abmessungen eines derartig erfassten Objektes.
-
Zur Durchführung des Verfahrens bewegt sich ein Fahrzeug durch ein zu erfassendes Gebiet. Dabei wird wenigstens ein Bewegtbild, ein Video, aufgezeichnet und in der zentralen Steuereinheit gespeichert. Gleichzeitig werden die verschiedenen Parameter zur Positionsbestimmung, die erfasste räumliche Position, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und Rotation im Raum sowie das Abstandsprofil der Umgebung in der zentralen Steuereinheit gespeichert. Alle Daten werden mit einem Zeitstempel, dem Zeitpunkt der Datenerfassung, versehen. Die Zeit wird durch die Steuereinheit vorgegeben und ist vorzugsweise atomgenau. Anschließend werden die Daten anhand des Zeitstempels sortiert und korrigiert.
-
Dabei sollen alle Daten derart miteinander verknüpft werden, dass zu einem bestimmten Zeitstempel gehörende Daten in einem einzigen geometrischen Punkt zusammen fallen. Dieser Punkt wird vorzugsweise durch die Lage der zweiten Einrichtung zur Erfassung der Position definiert. Die zweite Einrichtung ist dabei besonders bevorzugt eine Einrichtung zum Empfang von Signalen eines Satellitennavigationssystems, beispielsweise dem GPS. Die dritte Einrichtung zur Bestimmung der Neigung und der Beschleunigung, das Inertialsystem, ist auf derselben Hochachse angeordnet. Die weiteren Einrichtungen befinden sich in Längsrichtung oder in Querrichtung beabstandet zu diesen beiden Einrichtungen. Dabei ist der Abstand jedoch festgelegt und genau definiert, so dass die Daten der in Längsrichtung beabstandeten Einrichtungen durch eine Korrektur des Zeitstempels mit den Daten der ersten und dritten Einrichtung positionsrichtig in Einklang gebracht werden können. Die Daten der in Querrichtung beabstandeten Einrichtungen können durch eine Korrektur der Position in Querrichtung mit den Daten der ersten und dritten Einrichtung in Einklang gebracht werden. Auf diese Weise werden die Daten derartig korrigiert und synchronisiert, dass sich die Daten aller Einrichtungen verhalten, als wären sie in einem geometrischen Punkt angeordnet.
-
Zur Auswertung der Daten werden zunächst die Daten der Neigung und der Beschleunigung im Raum sowie der Geschwindigkeit zusammengeführt. Ferner erfasst die zweite Einrichtung neben den räumlichen Positionsdaten, also den Koordinaten, auch die Empfangsqualität des empfangenen Satellitensignals. Dabei besteht ein Zusammenhang zwischen der aktuellen Empfangsqualität und der Genauigkeit in der Positionsbestimmung durch die zweite Einrichtung. Zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsbestimmung werden in der Steuereinheit laufend die letzten beiden durch die zweite Einrichtung empfangenen räumlichen Positionsdaten mit sehr guter Empfangsqualität gespeichert. Wird bei nachfolgenden Messungen eine vorgegebene Empfangsqualität unterschritten wird ausgehend von den beiden gespeicherten Positionsdaten und den gespeicherten Geschwindigkeits-, Neigungs- und Beschleunigungsdaten mittels Polygonzugberechnung mit Ausgleichung über Helmert-Transformation die aktuelle Position ermittelt und die durch die zweite Einrichtung bestimmte Position korrigiert. Wird während der Messfahrt durch das Bewegtbild ein Punkt mit bekannten Koordinaten erfasst, kann dieser manuell ausgewählt werden und in die Polygonzugberechnung einbezogen werden, um die Genauigkeit nochmals zu verbessern. Eine derartige Korrektur ermöglicht eine hochgenaue Bestimmung der Position, selbst bei schlechter Empfangsqualität beispielsweise bei Tunnelfahrten. Der Fehler der Positionierung beträgt dabei weniger als 3 cm. Somit ermöglicht das Verfahren eine Positionsbestimmung von Objekten mit einer sehr großen Genauigkeit.
-
In einem weiteren Schritt können die Positionsdaten in ein bekanntes Koordinatensystem beispielsweise dem Gauß-Krüger-Koordinatensystem oder dem World Geodetic System 1984 (WGS 84) oder auch dem WGS 89 transformiert werden. Diese Transformation ermöglicht eine Zusammenführung mit den Daten eines Rauminformationssystems, beispielsweise einer automatisierten Liegenschaftskarte oder eines Leitungskatasters, in denen die Objekte in den zuvor genannten Koordinaten abgelegt sind.
-
Die Bestimmung des Abstandsprofils erfolgt vorzugsweise mittels einer Laserabstandsmessung.
-
Anschließend werden die Positionsdaten mit den Bilddaten, also dem Bewegtbild und dem Abstandsprofil zusammengeführt und gespeichert. Durch das Abstandsprofil sind die Abstände der erfassten Objekte zu der erfassten räumlichen Position bekannt. Ferner sind die optischen Eigenschaften der ersten Einrichtung zur Aufnahme des Bewegtbildes bekannt und in der Steuereinheit hinterlegt, so dass die in dem Bewegtbild erfassten Objekte im Hinblick auf deren räumliche Position und deren Abmessungen bestimmt werden können.
-
Dabei wird das Bewegtbild mittels einer kalibrierten Kamera aufgenommen. Dabei erfolgt die Kalibrierung in einem bevorzugten Verfahren durch Aufnahme und Auswertung eines bekannten und genau vermessenen Referenzobjektes. Dazu wird die Kamera auf den Fahrzeug positioniert und das Fahrzeug wird auf einer Referenzfläche positioniert, welche von der Kamera aufgenommen wird. Anschließend wird die von der Kamera aufgenommene Referenzfläche ausgewertet, wobei bestimmten Punkten der Kamera definierte Maße zugeordnet werden. In der eigentlichen Messfahrt können anschließend aufgrund dieser Kalibrierung der Kamera aus dem Bewegtbild konkrete Maße und Abmessungen abgenommen werden.
-
Zur Verbesserung der Ablesegenauigkeit wird das Bewegtbild mit einem maßstabsgerechten Raster hinterlegt, welches maßstabsgerecht ist und das Ablesen von Maßen erlaubt. Dabei kann das Raster bereits während der Messfahrt eingeblendet werden. Dieses Raster wird während der Kalibrierung der Kamera ermittelt. Das Rastermaß kann dabei an die jeweilige Anforderung angepasst werden, wobei ein bevorzugtes Rastermaß 50 cm beträgt. Es ist jedoch auch möglich, Ausschnitte des Bewegtbildes zu vergrößern, also eine Zoom-Funktion vorzusehen. In diesem Fall springt während des Zoomens der Maßstab, so dass auch ein Rastermaß von 1 cm darstellbar ist. Aufgrund der Projizierung der aufgenommen räumlichen Objekte auf eine zweidimensionale Bildebene verlaufen in Fahrtrichtung angeordnete parallele Linien in Richtung eines Fluchtpunktes. Aufgrund dieser Darstellung ist das Raster nicht rechtwinklig, sondern in Abhängigkeit von der gewählten Brennweite der Kamera in Richtung der Mittelachse geneigt. Es ist möglich ein beliebiges Objekt in dem Bewegtbild auszuwählen, wobei aufgrund des maßstabsgerechten Rasters und der genauen Positionsbestimmung auch für das gewählte Objekt die Koordinaten, beispielsweise dessen Gauß-Krüger-Koordinaten entnommen werden können.
-
Das mit den Positionsdaten versehene Bewegtbild kann mit den Daten eines Rauminformationssystems, beispielsweise einer automatisierten Liegenschaftskarte, zusammengeführt werden. Dabei können die Daten des Rauminformationssystems in das Bewegtbild eingeblendet werden, so dass die in dem Rauminformationssystem hinterlegten Objekte anhand des Bewegtbildes, welches den tatsächlichen Bestand und Zustand der Objekte zum Aufnahmezeitpunkt wiedergibt, überprüft und korrigiert werden können. Dabei können die Daten des Rauminformationssystems in das angehaltene oder laufende Bewegtbild eingespielt werden. Es ist beispielsweise denkbar, dass in das Bewegtbild einer Straße aus dem Leitungskataster das Kanalnetz der Straße einschließlich deren Kanaldeckel eingeblendet wird. Anhand des Bewegtbildes kann überprüft werden, ob die in dem Rauminformationssystem hinterlegten Kanaldeckel mit den tatsächlichen Gegebenheiten übereinstimmen. Ist das nicht der Fall kann die Position der Kanaldeckel in dem Rauminformationssystem direkt korrigiert werden. So kann der Datenbestand des Rauminformationssystems und/oder der automatisierten Liegenschaftskarte nach Abgleich des Datenbestandes mit den Objekten aus dem mit dem Positionsdaten versehenen Bewegtbild korrigiert und/oder ergänzt werden. Des Weiteren ist es denkbar, dass das Bewegtbild an das Rauminformationssystem angepasst wird. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn Bezug auf ein Netz von historisch festgelegten Trigonometrischen Punkten (TP) genommen werden soll. Dieses kann nach Positionsbestimmung durch Satellitennavigation fehlerbehaftet sein. Dennoch bildet dieses Netz die Basis für bereits vorhandenes Datenmaterial. Aus diesem Grund soll das Bewegtbild in dieses Netz eingepasst werden. In diesem Fall kann das Bewegtbild in das fehlerbehaftete Netz eingepasst werden.
-
Es ist auch denkbar, die Informationen des Rauminformationssystems bereits während der Messfahrt in das aufgenommene und in der Steuereinheit dargestellte Video einzublenden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn während der Messfahrt bestimmte zu überprüfende Objekte angefahren werden sollen.
-
Nach erfolgter Aufbereitung kann ein Videofilm abgespielt werden. Dabei können in dem laufenden Videofilm Objekte angefahren und erfasst und vermessen werden. Des Weiteren läuft das oben beschriebene Raster während des laufenden Videos stets mit. Dies erleichtert das Durchführen von Messungen während des laufenden Videos.
-
Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen, jeweils schematisch:
-
1 ein Fahrzeug mit Messanordnung;
-
2 ein Ablaufschema eines mit der Messanordnung ausführbaren Verfahrens;
-
3 ein Beispiel eines mit einem Raster hinterlegten Bewegtbildes;
-
4 ein Bewegtbild mit eingeblendeten Daten eines Leitungskatasters.
-
1 zeigt eine Vorrichtung zur automatisierten Erfassung von Objekten. Die Vorrichtung besteht aus einem selbsttätig bewegbaren Fahrzeug 1, vorteilhafterweise einem Kastenwagen oder einem Kleintransporter. Das Fahrzeug 1 ist mit einer Messanordnung 2 versehen, wobei die Messanordnung 2 eine erste Einrichtung 3 zum Aufnehmen von wenigstens einem Bewegtbild, eine zweite Einrichtung 4 zur Positionsbestimmung, eine dritte Einrichtung 5 zur Bestimmung der Neigung und der Beschleunigung und eine vierte Einrichtung 6 zur Bestimmung eines Abstandsprofils umfasst, ferner eine fünfte Einrichtung 7 zur Bestimmung der Geschwindigkeit sowie eine Steuer- und Aufnahmeeinheit 8.
-
Die erste Einrichtung 3 ist aus wenigstens einer Kamera gebildet. In dieser Ausgestaltung umfasst die erste Einrichtung 3 drei Kameras, von denen eine erste Kamera in Fahrtrichtung weist und die zweite und dritte Kamera in Fahrtrichtung betrachtet um 90° nach rechts und um 90° nach links geschwenkt sind. Somit nimmt die erste Kamera Objekte in Fahrtrichtung auf und die zweite und die dritte Kamera nehmen Objekte quer zur Fahrtrichtung auf. Bei allen drei Kameras handelt es sich um Videokameras.
-
Die Kameras weisen eine feste Brennweite auf, wobei die Kamera kalibriert ist und das von der Kamera aufgenommene Bewegtbild mit einem maßstabsgerechten Raster hinterlegbar ist.
-
Die Kalibrierung erfolgt durch Aufnahme und Auswertung eines bekannten und genau vermessenen Referenzobjektes. Dazu wird die Kamera auf den Fahrzeug positioniert und das Fahrzeug wird auf einer Referenzfläche positioniert, welche von der Kamera aufgenommen wird. Anschließend wird die von der Kamera aufgenommene Referenzfläche ausgewertet, wobei bestimmten Punkten der Kamera definierte Maße zugeordnet werden. In der eigentlichen Messfahrt können anschließend aufgrund dieser Kalibrierung der Kamera aus dem Bewegtbild konkrete Maße und Abmessungen abgenommen werden. Ebenso ergibt sich aus der Kalibrierung ein maßstabsgerechtes Raster, welches auf das Videobild aufgeblendet werden kann und das Ablesen von Maßen und Abständen erlaubt.
-
Die zweite Einrichtung 4 ist eine Empfangseinrichtung für ein satellitengestütztes Navigationssystem, hier dem Global Positioning System (GPS). Die dritte Einrichtung 5 ist ein Inertialsystem, welches Sensoren zur Detektion von Drehbewegungen und Beschleunigungen umfasst. Die Sensoren ermöglichen das Erfassen von Nick-Roll-Gier-Drehbewegungen des Fahrzeugs sowie das Erfassen von Beschleunigungen im Raum. Die zweite Einrichtung 4 und die dritte Einrichtung 5 sind direkt untereinander auf derselben Hochachse angeordnet.
-
Die vierte Einrichtung 6 ist als Laserscanner ausgebildet, welcher eine rotierende Einrichtung aufweist, deren Drehachse in Fahrtrichtung angeordnet ist. Dadurch kann durch die vierte Einrichtung 6 ein Abstandsprofil der Umgebung erstellt werden. Die fünfte Einrichtung ist als Radsensor ausgebildet und umfasst eine rotierende Einrichtung, welche durch einen Sensor abgetastet wird. In Abhängigkeit des Reifendurchmessers kann die jeweilige Geschwindigkeit ermittelt werden.
-
Im Inneren des Fahrzeugs 1 ist eine Steuer- und Aufnahmeeinheit 8 angeordnet. Diese ist aus einem Rechner, vorzugsweise einem mobilen Computer gebildet. Die Steuer- und Aufnahmeeinheit 8 ist mit allen Einrichtungen über Datenleitungen verbunden, überwacht diese, zeichnet die durch die Einrichtungen erfassten Daten auf und speichert diese. Des Weiteren gibt die Steuer- und Aufnahmeeinheit die Systemzeit vor, welche die Basis für den zu vergebenden Zeitstempel bildet.
-
Die erste Einrichtung 3, die zweite Einrichtung 4, die dritte Einrichtung 5 und die vierte Einrichtung 6 sind auf einer horizontal ausgerichteten Plattform 9 angeordnet. Die Plattform 9 ist ortsfest auf dem Dach des Fahrzeugs 1 befestigt.
-
2 zeigt ein Ablaufschema eines mit der Messanordnung ausführbaren Verfahrens, danach wird zunächst wenigstens ein Bewegtbild, ein Video, aufgezeichnet und in der zentralen Steuereinheit gespeichert. Gleichzeitig wird die durch die zweite Einrichtung 4 erfasste Position (GPS), die Geschwindigkeit (V), die Beschleunigung und Rotation im Raum (Lage) sowie das zweidimensionale Vertikalprofil (Profil) der Umgebung in der zentralen Steuer- und Aufnahmeeinheit 8 gespeichert.
-
Anschließend werden alle Daten werden mit einem Zeitstempel, dem Zeitpunkt der Datenerfassung, versehen. Die Zeit wird durch die Steuereinheit vorgegeben.
-
Anschließend werden die Daten anhand des Zeitstempels sortiert und korrigiert. Dabei werden die in Fahrtrichtung von der zweiten Einrichtung 4 beabstandeten Einrichtungen, der ersten Einrichtung 3 und der vierten Einrichtung 6, zeitkorrigiert, so dass sich die Daten aller Einrichtungen verhalten, als wären sie in einem Punkt angeordnet. Des Weiteren werden bei stehendem Fahrzeug 1 räumlich übereinanderliegende Messwerte eliminiert.
-
In einem nächsten Schritt werden die Daten der Neigung und der Beschleunigung im Raum sowie der Geschwindigkeit zusammengeführt und eine aktuelle Position ermittelt. Dazu erfasst die zweite Einrichtung neben den räumlichen Positionsdaten, also den Koordinaten, auch die Empfangsqualität des empfangenen Satellitensignals. Zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsbestimmung werden in der Steuereinheit laufend zwei durch die zweite Einrichtung empfangene räumliche Positionsdaten mit sehr guter Empfangsqualität gespeichert. Wird bei Messungen eine vorgegebene Empfangsqualität unterschritten, wird ausgehend von den beiden gespeicherten Positionsdaten und den gespeicherten Geschwindigkeits-, Neigungs- und Beschleunigungsdaten mittels Polygonzugberechnung mit Ausgleichung und Helmert-Transformation die zwischen den beiden Punkten liegende aktuelle Position ermittelt und die durch die zweite Einrichtung bestimmte Position korrigiert. Durch diese Korrektur beträgt der Fehler der Positionierung weniger als 3 cm.
-
In einem weiteren Schritt können die Positionsdaten in ein bekanntes Koordinatensystem beispielsweise dem Gauß-Krüger-Koordinatensystem oder dem World Geodetic System 1984 (WGS 84) transformiert werden. Diese Transformation ermöglicht eine einfache Zusammenführung mit den Daten eines Rauminformationssystems, beispielsweise einer automatisierten Liegenschaftskarte, in denen die Objekte in den zuvor genannten Koordinaten abgelegt sind.
-
Anschließend werden die Positionsdaten mit dem Videobild, also dem Bewegtbild und dem Abstandsprofil zusammengeführt und gespeichert. Dabei sind die optischen Eigenschaften der ersten Einrichtung zur Aufnahme des Bewegtbildes bekannt und in der Steuereinheit hinterlegt, so dass die in dem Bewegtbild erfassten Objekte im Hinblick auf deren räumliche Position und deren Abmessungen bestimmt werden können.
-
Abschließend wird das mit den Positionsdaten versehene Bewegtbild mit den Daten eines Rauminformationssystems, beispielsweise einer automatisierten Liegenschaftskarte, zusammengeführt. Dabei können die Daten des Rauminformationssystems in das Bewegtbild eingeblendet werden, so dass die in dem Rauminformationssystem hinterlegten Objekte anhand des laufenden Bewegtbildes, welches den tatsächlichen Bestand und Zustand der Objekte zum Aufnahmezeitpunkt wiedergibt, überprüft und korrigiert werden können. Des Weiteren kann das laufende Bewegtbild an vorgegebene Koordinaten eines Rauminformationssystems angepasst werden.
-
3 zeigt eine Darstellung eines mit einem Raster hinterlegten Bewegtbildes. Die Rasterlinien sind in definierten Abständen hinterlegt. In dieser Ausgestaltung beträgt der Abstand der Rasterlinien zueinander 50 cm umgerechnet auf 1:1 Natur. Neben einem horizontalen Raster ist auch ein vertikales Raster hinterlegt, welches die Bestimmung von vertikalen Abmessungen von Objekten erlaubt. Neben dem Raster werden auf den Bewegtbild laufend die zu dem aktuell gezeigten Messpunkt gehörenden Koordinaten mit Angabe der Meeresspiegelhöhe, das Gefälle der aktuell vermessenen Strecke und der zu dem Messpunkt gehörende Zeitstempel angezeigt. Als zusätzliche Information werden das aktuelle Datum und der Name des Fahrers angezeigt.
-
4 zeigt eine Darstellung eines Bewegtbildes, in welches Daten eines automatisierten Leitungskatasters eingeblendet sind. In dieser Darstellung ist aus dem Leitungskataster der Verlauf des unterirdischen Leitungsnetzes eingeblendet. Anhand der Überblendung kann beispielsweise die tatsächliche Lage der Kanaldeckel und anderer Anschlüsse mit dem Datenbestand der Liegenschaftskarte verglichen werden. Bei Abweichungen kann der Datenbestand unmittelbar korrigiert oder auch ergänzt werden. Des Weiteren können Schäden einzelner Bestandteile dokumentiert und positionsgenau in der Liegenschaftskarte hinterlegt werden.
