DE102011120153A1 - Ground penetrating radar device for automated detection of underground pipelines, has support connected to vehicle, where horizontally movable radar unit is arranged on support, while radar unit has transmitter and receiver - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Georadar-Einrichtung zur automatisierten Erfassung unterirdischer Leitungen, umfassend zumindest eine Radareinheit mit wenigstens einem Sender und wenigstens einem Empfänger zum Senden und Empfangen von Radarwellen, wobei die Radareinheit so ausgerichtet ist, dass sie den unterhalb der Georadar-Einrichtung liegenden Unterbau erfasst, sowie mit einer Anschlusseinheit zur Verbindung der Radareinheit mit einer Recheneinheit. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Vorrichtung zur automatisierten Erfassung von Objekten und ein Verfahren zur automatisierten Erfassung von Objekten.The invention relates to a georadar device for automated detection of underground lines, comprising at least one radar unit with at least one transmitter and at least one receiver for transmitting and receiving radar waves, wherein the radar unit is aligned so that it detects the lying below the georadar device base , as well as with a connection unit for connecting the radar unit to a computing unit. The invention further relates to a device for the automated detection of objects and a method for the automated detection of objects.
Aus der
Es ist auch bereits bekannt, die Georadar-Einrichtung mit einem Fahrzeug zu verbinden, um die Georadar-Einrichtung zur automatisierten Erfassung des unter der Einrichtung liegenden Unterbaus verwenden zu können. Bei dieser Ausgestaltung wird die Einrichtung zusammen mit dem Fahrzeug beispielsweise über eine Straße geführt, wobei die Einrichtung laufend den unter der Einrichtung liegenden Unterbau erfasst.It is also already known to connect the georadar device to a vehicle in order to use the georadar device for automated detection of the underlying substructure under the device. In this embodiment, the device is guided together with the vehicle, for example via a road, wherein the device continuously detects the underlying substructure under the device.
Bei den bekannten Georadar-Einrichtungen ist problematisch, dass entweder nur eine Radareinheit vorgesehen ist, so dass der durch die Radareinheit erfasste Bereich verhältnismäßig klein ist oder mehrere Radareinheiten vorgesehen sind, welche jedoch sehr kostenintensiv sind, so dass die Georadar-Einrichtung nicht wirtschaftlich betrieben werden kann.In the known georadar devices is problematic that either only one radar unit is provided, so that the area covered by the radar unit is relatively small or more radar units are provided, which are very costly, so that the georadar device can not be operated economically can.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Georadar-Einrichtung derart weiterzuentwickeln, dass bei geringen Mehrkosten der durch die Georadar-Einrichtung erfasste Bereich ansteigt.The invention has for its object to further develop the georadar device such that increases at low additional cost of the area covered by the georadar device.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 9 und 10 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved with the features of
Zur Lösung der Aufgabe weist die Georadar-Einrichtung einen mit einem Fahrzeug verbindbaren Träger auf, auf dem die Radareinheit horizontal beweglich angeordnet ist. Horizontal im Sinne der Erfindung bedeutet parallel zur Oberfläche des abzutastenden Untergrundes. Darüber hinaus ist die Radareinheit vorzugsweise quer zur Fahrzeuglängsachse beweglich. Dadurch kann die Radareinheit mehrere Positionen auf dem Träger einnehmen. Ferner kann die Radareinheit auch um die Längsachse und/oder um die Querachse verschwenkbar sein, so dass das Radarsignal der Radareinheit in unterschiedliche Regionen des Unterbaus strahlt. Dadurch Erhöht sich der durch die Radareinheit abtastbare Bereich und der erfasste Bereich des Unterbaus, ohne dass eine zusätzliche Radareinheit erforderlich ist. Bevorzugt ist die zumindest eine Radareinheit mit zwei Sendern und mit zwei Empfängern ausgerüstet.To solve the problem, the georadar device has a vehicle connectable to a carrier on which the radar unit is arranged horizontally movable. Horizontal in the sense of the invention means parallel to the surface of the substrate to be scanned. In addition, the radar unit is preferably movable transversely to the vehicle longitudinal axis. This allows the radar unit to occupy several positions on the carrier. Furthermore, the radar unit can also be pivotable about the longitudinal axis and / or about the transverse axis, so that the radar signal of the radar unit radiates into different regions of the substructure. This increases the area scannable by the radar unit and the detected area of the substructure without requiring an additional radar unit. Preferably, the at least one radar unit is equipped with two transmitters and two receivers.
Die Radareinheit kann zwangsgeführt auf dem Träger gelagert sein. Zwangsführung bedeutet, dass die Radareinheit zu vorgewählten Positionen oder in eine vorgewählte Richtung auf einer vorgewählten Bahn bewegt werden kann. Dadurch ist es möglich, das Radarsignal in vorgewählte Richtungen zu lenken. Dies kann durch Verschwenken der Radareinheit während der Messung erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Radareinheit zu vorgewählten Positionen an dem Träger gefahren kann, ohne dass die Radareinheit verschwenkt wird. Bei dieser Ausgestaltung ist das Profil des Unterbaus frei von Verzerrungen, die aus dem Verschwenken der Radareinheit resultieren können. Die Zwangsführung ermöglicht darüber hinaus auch eine genaue Positionsbestimmung der Radareinheit auf dem Träger, so dass bei einer Anordnung der Georadar-Einheit an einem Fahrzeug zur automatisierten Erfassung von Objekten die Position der Georadar-Einheit in Bezug auf das Fahrzeug festgestellt werden kann. Sofern das Fahrzeug mit einer Einrichtung zur Positionsbestimmung versehen ist, kann die Position der Georadar-Einheit auf die durch die Einrichtung zur Positionsbestimmung erfasste Position bezogen werden. Gleichzeitig können die durch die Radareinheit erfassten unterirdischen Einrichtungen hinsichtlich ihrer Position genau bestimmt werden. Die Lage und Position der Einrichtungen können dadurch auf ein Koordinatensystem, welches beispielsweise in Liegenschaftskarten Verwendung findet, bezogen werden, so dass die unterirdischen Einrichtungen georeferenziert sind.The radar unit can be mounted positively guided on the carrier. Forced operation means that the radar unit can be moved to preselected positions or in a preselected direction on a preselected track. This makes it possible to steer the radar signal in preselected directions. This can be done by pivoting the radar unit during the measurement. However, it is particularly advantageous if the radar unit can be moved to preselected positions on the carrier without the radar unit being pivoted. In this embodiment, the profile of the substructure is free of distortions that may result from the pivoting of the radar unit. The forced operation also allows for accurate positioning of the radar unit on the carrier, so that when the georadar unit is mounted on a vehicle for automated detection of objects, the position of the georadar unit with respect to the vehicle can be determined. If the vehicle is provided with a position-determining device, the position of the georadar unit can be referred to the position detected by the position-determining device. At the same time, the underground equipment detected by the radar unit can be accurately determined in position. The position and position of the facilities can thereby be related to a coordinate system which is used, for example, in property maps, so that the underground facilities are georeferenced.
Zur Zwangsführung können Mittel vorgesehen sein, die so ausgestaltet sind, dass sich die Radareinheit auf dem Träger horizontal hin- und herbewegen kann oder entlang einer Bahn an dem Träger umlaufen kann. In einer ersten Ausgestaltung kann dafür auf dem Träger ein Schienensystem befestigt sein auf dem die Radareinheit geführt ist. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, eine einzige gerade Schiene vorzusehen, welche in Längsrichtung auf dem Träger angeordnet ist und auf der sich die Radareinheit hin- und herbewegt. Ferner ist denkbar, die Schiene in Form eines Ovals auf dem Träger anzuordnen, so dass die Radareinheit auf der Schiene umläuft. In einer anderen Ausgestaltung kann auf dem Träger ein Zugmittelsystem mit Umlenkrollen angeordnet sein, wobei ein Seil oder ein Riemen motorisch angetrieben und durch die Umlenkrollen umgelenkt wird. Die Radareinheit ist an dem Seil oder an dem Riemen befestigt. Wird das Zugmittelsystem durch einen Schrittmotor angetrieben, kann die Position der Radareinheit in Abhängigkeit der Drehbewegung des Schrittmotors bestimmt werden. Die Steuerung und Ausgestaltung des Zugmittelsystems kann so erfolgen, dass sich die Radareinheit auf dem Träger hin- und herbewegt oder über die Umlenkrollen umläuft.For positive guidance means may be provided, which are designed so that the radar unit can reciprocate horizontally on the carrier or along a path on the carrier can run around. In a first embodiment, a rail system on which the radar unit is guided can be fastened on the support for this purpose. In this context, it is conceivable to provide a single straight rail, which is arranged on the carrier in the longitudinal direction and on which the radar unit reciprocates. Further, it is conceivable to arrange the rail in the form of an oval on the carrier, so that the radar unit rotates on the rail. In another embodiment, a Zugmittelsystem be arranged with pulleys on the support, wherein a rope or a belt is driven by a motor and deflected by the pulleys. The radar unit is attached to the rope or to the belt. If the traction mechanism system is driven by a stepping motor, the position of the radar unit can be determined as a function of the rotational movement of the stepping motor. The control and configuration of the traction mechanism can be carried out so that the radar unit reciprocates on the carrier or rotates about the pulleys.
Die Georadareinheit kann drehbar auf dem Träger gelagert sein. Insbesondere ist die Georadareinheit um dessen Hochachse drehbar auf dem Träger gelagert. Dadurch kann die Richtung des Signals der Radareinheit modifiziert werden und dadurch die Reichweite der Radareinheit nochmals erhöht werden. Eine drehbare Lagerung der Georadareinheit ergibt sich unter anderem dann, wenn die Radareinheit auf einer Bahn auf dem Träger umläuft. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft wenn die Radareinheit ausgebildet ist, Längs- und Querschnitte des Untergrundes aufzuzeichnen. Im Falle einer festen Montage einer oder mehrerer Radareinheiten auf dem Träger ist es nur möglich, entweder einen Längsschnitt oder einen Querschnitt des unter dem Träger liegenden Untergrundes aufzuzeichnen. Hierbei ist jedoch problematisch, dass Leitungsnetze die längs zur Ausbreitungsrichtung des Radarsignals angeordnet sind nicht erfasst werden können. Erfasst die Radareinheit sowohl Quer- als auch Längsschnitte, können auch komplexe unterirdische Leitungsnetze erfasst, in ihrer Position bestimmt und anschließend georeferenziert werden.The georadar unit may be rotatably mounted on the carrier. In particular, the georadar unit is mounted rotatably about its vertical axis on the carrier. As a result, the direction of the signal of the radar unit can be modified, thereby further increasing the range of the radar unit. A rotatable mounting of the Georadar unit results, inter alia, when the radar unit rotates on a path on the carrier. In this context, it is particularly advantageous if the radar unit is designed to record longitudinal and cross sections of the ground. In the case of a fixed mounting of one or more radar units on the support, it is only possible to record either a longitudinal section or a cross-section of the underlying substrate. However, it is problematic here that line networks which are arranged along the propagation direction of the radar signal can not be detected. If the radar unit records both transverse and longitudinal sections, complex underground networks can also be detected, determined in their position and then georeferenced.
Zur Positionsbestimmung der Radareinheit auf dem Träger können Sensoren auf dem Träger angeordnet sein. Die Sensoren können dabei in einer ersten Ausgestaltung so ausgebildet sein, dass die Position der Radareinheit kontinuierlich erfasst wird. In einer zweiten Ausgestaltung können die Sensoren so ausgebildet sein, dass die Position der Radareinheit bestimmt wird, wenn diese eine vorgegebene Position passiert. Bei dieser Ausgestaltung ist vorteilhaft, dass einfache und kostengünstige Sensoren, beispielsweise Kontaktschalter oder dergleichen verwendet werden können. Die Sensoren ermöglichen eine genaue Positionsbestimmung der Radareinheit auf dem Träger, wodurch jedes durch die Radareinheit erfasste unterirdische Profil mit den erfassten unterirdischen Leitungen der Position der Radareinheit auf dem Träger zugeordnet werden kann. Sofern diese Position an eine Einrichtung zur Positionsbestimmung übergeben wird.For determining the position of the radar unit on the carrier, sensors can be arranged on the carrier. The sensors can be designed in a first embodiment so that the position of the radar unit is detected continuously. In a second embodiment, the sensors may be designed so that the position of the radar unit is determined when it passes a predetermined position. In this embodiment is advantageous that simple and inexpensive sensors, such as contact switch or the like can be used. The sensors allow accurate positioning of the radar unit on the carrier whereby each subsurface profile detected by the radar unit with the detected underground lines can be assigned to the position of the radar unit on the carrier. If this position is transferred to a device for position determination.
Zumindest ein Sensor kann die Radareinheit erfassen, wenn der Sender der Radareinheit längs zu dem Träger ausgerichtet ist und zumindest ein Sensor kann die Radareinheit erfassen, wenn der Sender der Radareinheit quer zu dem Träger ausgerichtet ist. In Zusammenhang mit der drehbaren Anordnung, beispielsweise aufgrund der Zwangsführung der Radareinheit auf einer umlaufenden Bahn nimmt die Radareinheit in Bezug auf den Träger verschiedene Ausrichtungen an. Dabei ist die Hauptabstrahl- und Hauptempfangsrichtung abschnittsweise parallel zur Längserstreckung des Trägers, beziehungsweise quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs und abschnittsweise quer zur Längserstreckung des Trägers, beziehungsweise längs zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Durch die Sensoren kann sicher gestellt werden, dass nur dann ein Signal der Radareinheit verwertet wird, wenn dies entweder in Längsrichtung oder in Querrichtung erfasst wurde, wobei vorzugsweise die Erfassung von Querschnitten erfolgt. Durch die Beschränkung der Erfassungsebenen vereinfacht sich die Auswertung der erfassten Signale.At least one sensor may detect the radar unit when the transmitter of the radar unit is aligned longitudinally of the carrier and at least one sensor may detect the radar unit when the transmitter of the radar unit is oriented transversely to the carrier. In connection with the rotatable arrangement, for example due to the forced guidance of the radar unit on a revolving path, the radar unit assumes different orientations with respect to the carrier. The Hauptabstrahl- and main receiving direction is partially parallel to the longitudinal extent of the carrier, or transversely to the direction of travel of the vehicle and partially transverse to the longitudinal extension of the carrier, or longitudinal to the direction of travel of the vehicle. By means of the sensors, it can be ensured that only a signal of the radar unit is utilized, if this has been detected either in the longitudinal direction or in the transverse direction, whereby the detection of cross sections preferably takes place. The limitation of the detection levels simplifies the evaluation of the detected signals.
Der Träger kann auf einem Fahrwerk gelagert sein. Dazu kann der Träger ein Fahrwerk mit Rädern aufweisen, wobei die Räder auf dem zu erfassenden Untergrund abrollen. Durch das mit den Rädern versehene Fahrwerk ist ein gleichbleibender Abstand zwischen Radareinheit und Untergrund gewährleistet, so dass der Lage des unterirdischen Leitungsnetzes genau erfasst werden kann. Vorzugsweise umfasst das Fahrwerk antriebslose Luftreifen. In einer weiteren Ausgestaltung kann das Fahrwerk mit Gleitelementen, beispielsweise mit Gleitkufen, Rollen oder kugeligen Elementen ausgerüstet sein, welche in schleifendem Kontakt zum Boden sind. Die Gleitelemente können aus Metall oder Kunststoff bestehen und auswechselbar an dem Fahrwerk befestigbar sein. Die Gleitelemente ermöglichen einen besonders dichten oder auch schleifenden Kontakt der Radareinheit zum Boden. Alternativ kann der Träger derart montiert sein, dass er ohne Kontakt zum Boden gehalten ist und dabei vorzugsweise einen Abstand von 10 bis 20 cm zum Boden aufweist. Der Abstand wird vorzugsweise durch eine Messeinheit erfasst, so dass Schwankungen des Abstands in der Radareinheit mechanisch ausgeglichen oder in der Steuer- und Aufnahmeeinheit elektronisch korrigiert werden können, wodurch sich insgesamt eine hohe Messgenauigkeit ergibt.The carrier may be mounted on a chassis. For this purpose, the carrier may have a chassis with wheels, the wheels roll on the surface to be detected. The provided with the wheels suspension a constant distance between the radar unit and ground is guaranteed, so that the position of the underground pipe network can be accurately detected. The chassis preferably comprises unpowered pneumatic tires. In a further embodiment, the chassis may be equipped with sliding elements, for example with skids, rollers or spherical elements, which are in sliding contact with the ground. The sliding elements may be made of metal or plastic and be replaceable fastened to the chassis. The sliding elements allow a particularly dense or abrasive contact of the radar unit to the ground. Alternatively, the carrier may be mounted such that it is held out of contact with the ground, preferably at a distance of 10 to 20 cm from the ground. The distance is preferably detected by a measuring unit, so that fluctuations in the distance in the radar unit can be compensated mechanically or electronically corrected in the control and recording unit, resulting in a high overall measuring accuracy.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatisierten Erfassung von Objekten 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, eine vierte Einrichtung zur Bestimmung eines Abstandsprofils eine fünfte Einrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeit und die vorbeschriebene Georadar-Einrichtung zur automatisierten Erfassung des unter dem Fahrzeug liegenden Unterbaus umfasst sowie eine Steuer- und Aufnahmeeinheit.The inventive device for automated detection of objects comprises a a movable vehicle, wherein the vehicle is provided with a measuring arrangement, wherein the measuring arrangement comprises a first device for recording at least one moving image, a second device for determining position, a third device for determining the inclination and the acceleration, a fourth device for determining a distance profile fifth device for determining the speed and the above-described georadar device for automated detection of the under-vehicle base includes and a control and recording unit.
Die erste Einrichtung, die zweite Einrichtung, die dritte Einrichtung und die vierte Einrichtung können auf einer horizontal ausgerichteten Plattform angeordnet sein, wobei horizontal auf die Oberfläche bezogen ist, auf der sich das Fahrzeug bewegt. 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 Georadar-Einrichtung ist vorzugsweise mittels einer Kupplung entweder an der Front oder am Heck des Fahrzeugs befestigt. Dadurch ist es möglich, die Georadar-Einrichtung nur für Messfahrten anzukoppeln und das Fahrzeug außerhalb der Messfahrten besser bewegen zu können. Die Kupplung ist dabei so ausgeführt, dass die Lage des Trägers und der auf dem Träger angeordneten Sensoren ebenso wie die Lage der anderen Einrichtungen genau bekannt ist und mit den anderen Einrichtungen in einen Punkt zusammengeführt werden kann.The first device, the second device, the third device, and the fourth device may be arranged on a horizontally oriented platform with horizontal reference to the surface on which the vehicle is moving. This arrangement allows the precise assignment and correction of the data collected by the devices and their combination in only one point, the position of which is known with millimeter precision. The georadar device is preferably attached by means of a coupling either at the front or at the rear of the vehicle. This makes it possible to couple the Georadar device only for test drives and to be able to better move the vehicle outside of the test drives. The coupling is designed so that the position of the carrier and the sensors arranged on the carrier as well as the position of the other devices is precisely known and can be merged with the other facilities in one point.
Die erste Einrichtung kann als Kamera ausgebildet sein, welche eine feste Brennweite aufweist, wobei die Kamera kalibriert und das von der Kamera aufgenommene Bewegtbild mit einem maßstabsgerechten Raster hinterlegbar sein kann. 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 ausgerichtet 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.The first device may be formed as a camera, which has a fixed focal length, wherein the camera calibrated and recorded by the camera moving image can be stored with a scale to scale. The camera preferably points in the direction of travel. Furthermore, further cameras can be provided, which are arranged laterally and are oriented in the direction of travel by 90 ° to the right and by 90 ° to the left. These cameras capture objects on the side of the vehicle. The laterally arranged cameras are also calibrated according to the camera pointing in the direction of travel. As a result, objects can be detected at the side of the vehicle with little distortion and determined with regard to their dimensions. It is also conceivable to arrange two cameras on each side, with one camera each having a small angle of inclination to the horizontal and one camera each having a large angle of inclination to the horizontal. As a result, objects with large dimensions, such as trees and street lights can be determined in terms of their dimensions.
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.The second device is preferably a device for receiving signals from a satellite navigation system, for example the GPS. The device is equipped for this purpose with a receiving device for receiving the satellite signal and a device for determining the reception quality of the satellite signal.
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 einen Kreiselkompass. Das Inertialsystem erfasst jede Lageänderung des Fahrzeugs im Raum und ermöglicht gemeinsam mit der erfasste Geschwindigkeit mittels einer Koppelnavigation die Berechnung einer aktuellen Position. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere vorteilhaft, dass die Position des Fahrzeugs und damit der auf oder an dem Fahrzeug befestigten Einrichtungen auch dann bestimmt werden kann, wenn die Einrichtung zum Empfang von Signalen eines Satellitennavigationssystems, beispielsweise aufgrund Signalstörungen, kein Signal erhält. Die dritte Einrichtung ermöglicht ausgehend von einer bekannten Koordinate oder Position fortlaufend die Bestimmung der aktuellen Koordinate, beziehungsweise der aktuellen Position. Somit kann auch stets jedem durch die Georadareinheit erfassten unterirdischen Gegenstand die richtige Position und eine Koordinate zugeordnet werden, selbst dann wenn beispielsweise bei einer Tunneldurchfahrt die Signalqualität des Satellitennavigationssystems nicht ausreichend ist.The third device is used to detect the determination of the inclination, ie the roll pitch yaw angle and the acceleration in space. Such a device is referred to as an inertial system and comprises a number of tilt sensors, acceleration sensors and possibly a gyrocompass. The inertial system detects every change in the position of the vehicle in the room and, together with the detected speed, enables the calculation of a current position by means of dead reckoning. In this context, it is particularly advantageous that the position of the vehicle and thus the devices mounted on or on the vehicle can also be determined when the device for receiving signals from a satellite navigation system, for example due to signal interference, receives no signal. The third device continuously allows, starting from a known coordinate or position, the determination of the current coordinate or the current position. Thus, the correct position and a coordinate can always be assigned to each subterranean object detected by the georadar unit, even if the signal quality of the satellite navigation system, for example, is insufficient in the case of a tunnel passage.
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.The fourth device for detecting the distance profile is preferably a laser scanner having rotating devices, wherein the axis of rotation points in the direction of travel, so that the rotating device rotates about the longitudinal axis of the vehicle. The laser scanner continuously scans the environment and captures distances to adjacent objects, constantly creating a two-dimensional profile of the environment. Due to the orientation of the axis of rotation, the profile is vertically aligned. For evaluation, the individual measured profiles are provided with a time stamp and aligned chronologically.
Bei stehendem Fahrzeug werden räumlich übereinanderliegende und identische Profile erfasst. Durch Abgleich mit der zu jedem Zeitstempel erfassten Geschwindigkeit können diese identischen Profile eliminiert werden. Eine derartige Elimination erfolgt auch für das Bewegtbild, der Position, des Profils des Unterbaus und der Beschleunigung sowie der Neigung. Dadurch erfolgt auch eine Reduktion der Datenmenge.When the vehicle is stationary, spatially superimposed and identical profiles are detected. By matching with the speed detected at each time stamp, these identical profiles can be eliminated. Such elimination also occurs for the moving image, the position, the profile of the substructure and the acceleration as well as the inclination. This also reduces the amount of data.
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.The chronological arrangement of the distance profiles creates a spatial three-dimensional distance profile of the detected by the fourth device objects. The spacing profile allows the determination of the distance between the position detected by the second device and the profile of the adjacent object. As a result, the adjacent object can also be provided with spatial coordinates, for example Gauss-Krüger coordinates or WGS 84 coordinates.
Die fünfte Einrichtung zur Erfassung der Geschwindigkeit ist vorzugsweise als Radsensor ausgebildet und erfasst die Anzahl der Umdrehungen einer an dem Rad befestigten 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.The fifth means for detecting the speed is preferably designed as a wheel sensor and detects the number of revolutions of a fixed disk attached to the wheel and determines the speed based on the number of revolutions and the circumference of the wheel. It is also conceivable to arrange the fifth device in the transmission of the vehicle.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur automatisierten Erfassung von Objekten mittels eines sich bewegenden Fahrzeugs ist das Fahrzeug mit einer Messanordnung ausgerüstet und umfasst die Aufnahme zumindest eines Bewegtbildes; die Bestimmung und Weitergabe 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 Aufnahme von Radarbildern von Querschnitten des unterhalb des Fahrzeugs liegenden Unterbaus; 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 der aufgenommenen räumlichen Position mittels der zusammengeführten Daten; die Speicherung der korrigierten Positionsdaten; das Zusammenführen der korrigierten Positionsdaten, des Abstandsprofils und der Bewegtbilder; das Zusammenführen der korrigierten Positionsdaten und der Radarbilder; die Speicherung des mit den korrigierten Positionsdaten und dem Abstandsprofil versehenen Bewegtbildes und die Speicherung des mit den korrigierten Positionsdaten versehenen Radarbildes und die Bestimmung der räumlichen Position und der Abmessungen eines derartig oberirdisch oder unterirdisch erfassten Objektes.In the method according to the invention for the automated detection of objects by means of a moving vehicle, the vehicle is equipped with a measuring arrangement and comprises the recording of at least one moving image; the determination and transmission of the current spatial position by means of satellite navigation; the inclusion of a distance profile of the environment; the detection of the current inclination as well as the instantaneous acceleration in all spatial directions; the detection of the current speed; the inclusion of radar images of cross-sections of the underlying substructure of the vehicle; the storage of the recorded and recorded data in a central control unit, wherein the data are each provided with a time stamp; performing a time correction to synchronize the captured and acquired data; the merging of the data, the inclination and the acceleration as well as the speed; Checking the reception quality of the satellite position recorded spatial position and correcting the recorded spatial position using the merged data; the storage of the corrected position data; merging the corrected position data, the distance profile and the moving images; merging the corrected position data and the radar images; the storage of the moving image provided with the corrected position data and the distance profile and the storage of the radar image provided with the corrected position data, and the determination of the spatial position and the dimensions of such an above-ground or underground object.
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, das Abstandsprofil der Umgebung und die erfasste Position der unterirdischen Leitungen in der zentralen Steuereinheit gespeichert. Alle Daten werden jeweils 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.To carry out the method, a vehicle moves through an area to be detected. At least one moving picture, a video, is recorded and stored in the central control unit. At the same time, the various parameters for determining the position, the detected spatial position, the speed, the acceleration and rotation in space, the distance profile of the environment and the detected position of the underground lines are stored in the central control unit. All data are each provided with a time stamp, the time of data acquisition. The time is specified by the control unit and is preferably atomic. Then the data is sorted and corrected based on the timestamp.
Dabei sollen alle Daten derart miteinander verknüpft werden, dass zu einem bestimmten Zeitstempel gehörende Daten in einem einzigen geometrischen Punkt zusammen fallen. Die Lage der einzelnen Einrichtungen zueinander ist bekannt, so dass unter Zuhilfenahme der Geschwindigkeit die Daten derart behandelt werden können, dass zu einem Zeitstempel erfasste Daten einem bestimmten geometrischen Punkt zugeordnet werden können. 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 vorzugsweise auf derselben Hochachse angeordnet. Die weiteren Einrichtungen können sich in Längsrichtung oder in Querrichtung beabstandet zu diesen beiden Einrichtungen befinden. 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.In this case, all data should be linked to one another in such a way that data belonging to a specific time stamp coincide in a single geometric point. The position of the individual devices relative to each other is known, so that with the aid of the speed the data can be treated in such a way that data acquired in a time stamp can be assigned to a specific geometric point. This point is preferably defined by the location of the second position detection device. The second device is particularly preferably a device for receiving signals from a satellite navigation system, for example the GPS. The third device for determining the inclination and the acceleration, the inertial system, is preferably arranged on the same vertical axis. The further devices may be longitudinally or transversely spaced from these two devices. However, the distance is fixed and well defined so that the data of the longitudinally spaced devices can be set in the correct position by correcting the time stamp with the data of the first and third devices. The data of the laterally spaced devices may be reconciled with the data of the first and third devices by a correction of the position in the transverse direction. In this way, the data is corrected and synchronized so that the data of all devices behave as if they were arranged in a geometric point.
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 erfindungsgemäße Verfahren eine Positionsbestimmung von Objekten mit einer sehr großen Genauigkeit.To evaluate the data, the data of the inclination and the acceleration in space and the speed are combined first. Furthermore, in addition to the spatial position data, that is to say the coordinates, the second device also records the reception quality of the received satellite signal. There is a relationship between the current reception quality and the accuracy in the position determination by the second device. In order to improve the accuracy of the position determination, the last two spatial position data received by the second device with very good reception quality are continuously stored in the control unit. Will be a default for subsequent measurements Receiving quality is reached, the current position is determined based on the two stored position data and the stored speed, inclination and acceleration data by means of Polygonzugberechnung with compensation over Helmert transformation and corrects the position determined by the second device. If during the test drive a point with known coordinates is detected by the moving image, this can be selected manually and included in the traverse calculation to further improve the accuracy. Such a correction enables a highly accurate determination of the position, even with poor reception quality, for example during tunnel drives. The error of positioning is less than 3 cm. Thus, the inventive method allows a position determination of objects with a very high accuracy.
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.In a further step, the position data can be transformed into a known coordinate system, for example the Gauss-Krüger coordinate system or the World Geodetic System 1984 (WGS 84) or also the WGS 89. This transformation allows merging with the data of a spatial information system, such as an automated real estate map or a cable cadastre, in which the objects are stored in the aforementioned coordinates. The determination of the distance profile is preferably carried out by means of a laser distance measurement.
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. Ebenso können unterirdische Objekte hinsichtlich der räumlichen Position und dessen Abmessungen bestimmt werden. Die Darstellung des oberirdischen Bewegtbildes und des unterirdischen Radarbildes kann getrennt voneinander erfolgen. Dabei können die Bewegtbilder unabhängig voneinander aufgerufen werden. Bevorzugt werden die beiden Bewegtbilder jedoch gemeinsam auf einem oder auf zwei Bildschirmen dargestellt. Bei dieser Ausgestaltung laufen das oberirdische und das unterirdische Bewegtbild synchron ab. Besonders bevorzugt ist eine Darstellung der beiden Bewegtbilder als Split-Screen-Darstellung auf einem Bildschirm. In allen Fällen können sowohl dem oberirdischen Bewegtbild als auch dem unterirdischen Bewegtbild direkt dreidimensionale Koordinaten entnommen werden und es können sowohl oberirdische als auch unterirdische Objekte hinsichtlich ihrer geografischen Lage zugeordnet werden.Subsequently, the position data are combined with the image data, ie the moving image and the distance profile and stored. Due to the distance profile, the distances of the detected objects to the detected spatial position are known. Furthermore, the optical properties of the first device for recording the moving image are known and stored in the control unit, so that the objects detected in the moving image can be determined with regard to their spatial position and their dimensions. Similarly, underground objects can be determined in terms of spatial position and its dimensions. The representation of the above-ground moving image and the underground radar image can be done separately. The moving images can be called independently. Preferably, however, the two moving pictures are displayed together on one or two screens. In this embodiment, the above-ground and the underground moving image run synchronously. Particularly preferred is a representation of the two moving images as a split-screen display on a screen. In all cases, both the above-ground moving image and the underground moving image can be directly taken three-dimensional coordinates and both above-ground and underground objects can be assigned in terms of their geographical location.
Die Radareinheit kann sich während des Erfassungsvorgangs auf dem Träger hin- und herbewegen oder entlang einer Bahn auf dem Träger umlaufen. Somit wechselt die Radareinheit laufend die Position auf dem Träger, so dass sich der durch die Radareinheit erfasste Bereich vergrößert. Ferner kann sich die Radareinheit in Bezug auf den Träger drehen, so dass verschiedene Schnitte des Unterbaus aufgezeichnet werden können. Bevorzugt zeichnet die Radareinheit jeweils beim Passieren der auf dem Träger angeordneten Sensoren den Unterbau auf. Dadurch können bestimmte Schnitte des Unterbaus, vorzugsweise Querschnitte in Bezug auf die Fahrtrichtung aufgezeichnet werden.The radar unit may reciprocate on the carrier during the detection process or may orbit along a path on the carrier. Thus, the radar unit continuously changes the position on the carrier so that the area detected by the radar unit increases. Further, the radar unit may rotate relative to the carrier so that various cuts of the substructure may be recorded. The radar unit preferably records the substructure in each case when passing the sensors arranged on the carrier. As a result, certain sections of the substructure, preferably cross sections with respect to the direction of travel can be recorded.
Die Radareinheit ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass vergleichbar zu einer Digitalkamera Einzelbilder aufgezeichnet werden. Diese können als Bewegtbild dargestellt werden, so dass das Profil des Untergrundes nach Art eines Videofilmes darstellbar ist.The radar unit is preferably configured such that individual images are recorded comparable to a digital camera. These can be displayed as a moving image, so that the profile of the ground in the manner of a video film can be displayed.
Aufgrund der Positionierung der Radareinheit in Bezug auf die Fahrzeuglängsachse zeichnet diese Querschnittsprofile des Untergrundes auf. Im Zusammenhang mit der Aufzeichnung von Einzelbildern dieser Querschnittsprofile und deren chronologische Speicherung können den gespeicherten Daten auch Längsprofile des Untergrundes entnommen werden. Dazu wird in dem Radarbild ein linienförmiger Bereich gekennzeichnet, wobei das Radarbild anschließend einen vorgegebenen Zeitraum abläuft und die in dem linienförmigen Bereich enthaltenen Informationen gespeichert werden. Anschließend können diese Informationen durch geeignete Transformation, beispielsweise durch tx-Transformation, um 90° gedreht werden, so dass die dem linienförmigen Bereich zugeordneten Informationen als Längsprofil dem Radarbild entnehmbar sind. Auf diese Weise kann insbesondere bei maritimen Anwendungen ein vollständiges Profil des Meeres-, Fluss- oder Seeuntergrundes erzeugt werden.Due to the positioning of the radar unit with respect to the vehicle longitudinal axis, these cross-sectional profiles of the subsurface are characterized. In connection with the recording of individual images of these cross-sectional profiles and their chronological storage, longitudinal profiles of the background can also be taken from the stored data. For this purpose, a line-shaped region is marked in the radar image, wherein the radar image then runs a predetermined period of time and the information contained in the linear region is stored. Subsequently, this information can be rotated by 90 ° by suitable transformation, for example by tx transformation, so that the information associated with the linear region can be taken from the radar image as a longitudinal profile. In this way, in particular in maritime applications, a complete profile of the ocean, river or lake subsurface can be generated.
Es ist für maritime Anwendungen ist auch denkbar, statt einer Radareinheit eine Echoloteinheit und hier insbesondere eine Fächerloteinrichtung vorzusehen. In diesem Fall ist das Fahrzeug als Wasserfahrzeug ausgebildet. Die zuvor beschriebene Messanordnung mit zweiter Einrichtung, dritter Einrichtung, fünfter Einrichtung und der Steuer- und Aufnahmeeinrichtung kommt bei dieser Ausgestaltung auf dem Wasserfahrzeug zum Einsatz. Das Verfahren zur automatisierten Erfassung ist analog zu dem zuvor beschriebenen Verfahren. Ein Fächerlot ist dadurch gekennzeichnet, dass nacheinander eine Vielzahl von Messstrahlen ausgesendet werden, welche zueinander einen Öffnungswinkel aufweisen, so dass sich ein streifenförmiges Strahlenmuster ergibt. Die Messstrahlen werden an dem Untergrund reflektiert und werden durch die Messanordnung erfasst. Durch Zusammenfügen der erfassten reflektierten Messstrahlen kann der Untergrund topografisch bestimmt werden, wobei durch die parallel erfassten Raumdaten eine genaue Positionsbestimmung und Vermessung des Untergrundes möglich ist.It is also conceivable for maritime applications, instead of a radar unit, to provide an echosounding unit and here in particular a fan-soldering device. In this case, the vehicle is designed as a watercraft. The previously described measuring arrangement with second device, third device, fifth device and the control and recording device is used in this embodiment on the watercraft. The method for automated detection is analogous to the method described above. A fan slot is characterized in that a plurality of measuring beams are emitted in succession, which have an opening angle to each other, so that a stripe-shaped beam pattern results. The measuring beams are reflected on the ground and are detected by the measuring arrangement. The subsurface can be determined topographically by combining the detected reflected measurement beams, whereby an accurate position determination and measurement of the subsurface is possible by the spatially acquired spatial data.
Einige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Georadar-Einrichtung und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs zur automatisierten Erfassung sind nachfolgend in den Figuren dargestellt. Diese zeigen, jeweils schematisch:Some embodiments of the inventive georadar device and the vehicle according to the invention for automated detection are shown below in the figures. These show, in each case schematically:
Der Träger
Zur horizontal beweglichen Lagerung der Radareinheit
Bei der in der
Zur Verbindung der Georadar-Einrichtung
Die erste Einrichtung
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.The cameras have a fixed focal length, with the camera being calibrated and the moving image recorded by the camera being able to be stored with a scale in accordance with the scale.
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.Calibration takes place by recording and evaluating a known and precisely measured reference object. For this purpose, the camera is positioned on the vehicle and the vehicle is positioned on a reference surface, which is captured by the camera. Subsequently, the reference surface recorded by the camera is evaluated, whereby certain dimensions of the camera are assigned to defined dimensions. During the actual test drive, specific measurements and dimensions can be taken from the moving image based on this calibration of the camera. Likewise, the calibration results in a true to scale grid, which can be displayed on the video image and allows the reading of dimensions and distances allowed.
Die zweite Einrichtung
Die vierte Einrichtung
Im Inneren des Fahrzeugs
Die erste Einrichtung
In einer alternativen Ausgestaltung ist das Fahrzeug
Anschließend werden alle Daten mit einem Zeitstempel, dem Zeitpunkt der Datenerfassung, versehen. Die Zeit wird durch die Steuereinheit vorgegeben.Subsequently, all data is provided with a time stamp, the time of data acquisition. The time is set by the control unit.
Anschließend werden die Daten anhand des Zeitstempels sortiert und korrigiert. Dabei werden die in Fahrtrichtung von der zweiten Einrichtung
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
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.In a further step, the position data can be transformed into a known coordinate system, for example the Gauss-Krüger coordinate system or the World Geodetic System 1984 (WGS 84). This transformation allows a simple merging with the data of a spatial information system, such as an automated real estate map, in which the objects are stored in the aforementioned coordinates.
Anschließend werden die Positionsdaten mit dem Videobild, also dem Bewegtbild, dem Radarbild des Unterbaus
Die in dem Radarbild dargestellten Querschnittsprofile des Untergrundes können durch Transformation in Längsschnitte überführt werden. Dabei können wahlweise Querschnitts- oder Längsprofile auf einem Bildschirm angezeigt werden. In beiden Fällen können die in dem Radarbild angezeigten Objekte georeferenziert und hinsichtlich ihrer räumlichen Koordinaten bestimmt werden.The cross-sectional profiles of the substrate shown in the radar image can be converted by transformation into longitudinal sections. In this case, either cross-sectional or longitudinal profiles can be displayed on a screen. In both cases, the objects displayed in the radar image can be georeferenced and determined in terms of their spatial coordinates.
Abschließend wird das mit den Positionsdaten versehene Bewegtbild und das Radarbild des Unterbaus 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. Es ist denkbar, in das Radarbild Leitungsdaten einzublenden, sofern diese in einer Datenbank verfügbar sind.Finally, the moving image provided with the position data and the radar image of the substructure are merged with the data of a spatial information system, for example an automated real estate map. In this case, the data of the spatial information system can be superimposed into the moving image, so that the objects stored in the spatial information system can be checked and corrected on the basis of the current moving image, which reproduces the actual existence and state of the objects at the time of recording. Furthermore, the current moving picture can be adapted to given coordinates of a room information system. It is conceivable to display line data in the radar image, if these are available in a database.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017222481A1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-12-28 | Uçar Celalettin | Gyroscopic georadar |
IT201700047233A1 (en) * | 2017-05-02 | 2018-11-02 | Ids Georadar S R L | Method perfected for the execution of georadar surveys and related equipment |
WO2020106088A1 (en) | 2018-11-21 | 2020-05-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Moving device and object detection method thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19502455A1 (en) * | 1995-01-27 | 1996-08-01 | Lobbe Xenex Gmbh | Device for the detection of objects in the ground, in particular explosive objects |
DE19740083C1 (en) * | 1997-09-12 | 1999-06-24 | Juergen Dr Ing Sachs | Radar location device for locating objects below road surface |
DE10018031A1 (en) | 2000-04-04 | 2001-10-25 | Wasy Ges Fuer Wasserwirtschaft | Real-time digital detection, tracking and mapping of near-surface buried pipelines, sensing depth and leakage, employs geo-radar antennas with slight mutual inclination |
DE10032698A1 (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-17 | Schrodt Stephan | Directed high energy electromagnetic radiation detection system for mines, pipes and structures in earth, emits focused, penetrating, heating radiation, and returned radiation is analyzed |
DE60031000T2 (en) * | 1999-11-24 | 2007-03-01 | Technische Universiteit Delft | Ground penetrating radar system and method for detecting an object on or under a ground surface |
DE102010021383A1 (en) * | 2009-05-29 | 2011-01-05 | Kurt Wolfert | Method for automatic detection of e.g. tree, via van, involves storing moving image that is provided with corrected position data and distance profile, and determining spatial position and dimensions of detected object |
-
2011
- 2011-12-06 DE DE102011120153.3A patent/DE102011120153B4/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19502455A1 (en) * | 1995-01-27 | 1996-08-01 | Lobbe Xenex Gmbh | Device for the detection of objects in the ground, in particular explosive objects |
DE19740083C1 (en) * | 1997-09-12 | 1999-06-24 | Juergen Dr Ing Sachs | Radar location device for locating objects below road surface |
DE60031000T2 (en) * | 1999-11-24 | 2007-03-01 | Technische Universiteit Delft | Ground penetrating radar system and method for detecting an object on or under a ground surface |
DE10018031A1 (en) | 2000-04-04 | 2001-10-25 | Wasy Ges Fuer Wasserwirtschaft | Real-time digital detection, tracking and mapping of near-surface buried pipelines, sensing depth and leakage, employs geo-radar antennas with slight mutual inclination |
DE10032698A1 (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-17 | Schrodt Stephan | Directed high energy electromagnetic radiation detection system for mines, pipes and structures in earth, emits focused, penetrating, heating radiation, and returned radiation is analyzed |
DE102010021383A1 (en) * | 2009-05-29 | 2011-01-05 | Kurt Wolfert | Method for automatic detection of e.g. tree, via van, involves storing moving image that is provided with corrected position data and distance profile, and determining spatial position and dimensions of detected object |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017222481A1 (en) * | 2016-05-26 | 2017-12-28 | Uçar Celalettin | Gyroscopic georadar |
IT201700047233A1 (en) * | 2017-05-02 | 2018-11-02 | Ids Georadar S R L | Method perfected for the execution of georadar surveys and related equipment |
WO2018203259A1 (en) * | 2017-05-02 | 2018-11-08 | Ids Georadar S.R.L. | Improved method for ground penetrating radar detections and apparatus thereof |
CN110546527A (en) * | 2017-05-02 | 2019-12-06 | Ids地质雷达有限公司 | improved method for ground penetrating radar detection and apparatus therefor |
US11953587B2 (en) | 2017-05-02 | 2024-04-09 | Ids Georadar S.R.L. | Method for ground penetrating radar detections and apparatus thereof |
WO2020106088A1 (en) | 2018-11-21 | 2020-05-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Moving device and object detection method thereof |
EP3818423A4 (en) * | 2018-11-21 | 2021-12-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Moving device and object detection method thereof |
US11428801B2 (en) | 2018-11-21 | 2022-08-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Moving device and object detection method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102011120153B4 (en) | 2021-02-11 |
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Legal Events
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