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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur 3D-Laserabtastung von Kanalrohren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Bisher sind nur optische Verfahren zur Darstellung der Innenwandung eines Kanalrohres bekannt geworden, wie z. B. die Erfassung der Kanalwandung mit einer Fischaugenoptik, die Bestandteil einer Kamera ist, die auf einem Fahrwagen montiert ist, der in Längsrichtung durch das Kanalrohr gezogen oder geschoben wird. Die Fischaugenkamera hat an der Vorderseite ein Weitwinkelobjektiv, welches geeignet ist, einen bestimmten Blickwinkel von z. B. 270 Grad zu erfassen und die Kamera blickt auch an der Rückseite in Gegenrichtung zur Fahrrichtung, so dass durch die Verknüpfung der Bilder einer solchen Kamera möglich ist, ein etwa dreidimensionales Abbild der Innenwandung des Kanalrohres zu erzielen.
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Nachteil der bisher verwendeten digitalen Kameras ist jedoch, dass deren Auswertung schwierig ist, dass die Bilder wenig aussagekräftig sind und dass ein hoher Aufwand bei der Auswertung der mit einer solchen bekannten digitalen Kamera gewonnenen Bilder besteht.
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Ein weiterer Nachteil der bisher bekannten Aufnahmetechnik zwecks Darstellung der Innenwandung des Kanalrohres ist, dass eine genaue Lagenzuordnung des Bildes zu der konkreten Stelle des Kanalrohres nur unter Überwindung großer Schwierigkeiten möglich ist.
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Als feste Orientierungspunkte können z. B. Einläufe, Kanalschächte oder dergleichen verwendet werden. Wenn es jedoch darum geht, mehrere hundert Meter lange Kanalrohre mit einem Fahrwagen und einer darauf montierten Kamera zu befahren und auf dieser langen Strecke keinerlei Einläufe oder Kanalschächte sind, ist es schwierig, die genaue Wegstreckenzuordnung zu ermöglichen. Zwar ist es bekannt, Wegstreckenmessgeräte zu verwenden, die z. B. die Umdrehungszahl der Räder des Fahrwagens erfassen oder auch ein Messkabel mitschleppen, dessen Länge bekannt ist. Die Verknüpfung dieser Wegmessdaten zu den mit der digitalen Kamera (CCD-Kamera) erfassen Daten ist jedoch schwierig und aufwendig.
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In letzter Zeit hat sich die 3D-Laserabtastung in großem Umfang bewährt. Eine solche 3D-Lasermessung wird beispielsweise für die schnelle Erfassung von Oberflächenobjekten verwendet, für Vermessungsaufgaben auf der Erdoberfläche, zur Erstellung von Katasterplänen und dergleichen. Bei der 3D-Vermessung von Objekten mit Hilfe von Laserscannern zum Zweck der Erstellung eines Katasterplanes werden fast immer mehrere Laserscans nacheinander von unterschiedlichen Standpunkten aufgenommen und in einem gemeinsamen Projektordner abgespeichert, die dann in ein gemeinsames, übergeordnetes Koordinatensystem überführt werden müssen. Dieser Prozess wird als „Registrierung” bezeichnet. Zur Berechnung der Transformationen der einzelnen Standpunkte in das übergeordnete Koordinatensystem ist es erforderlich, einzelne, im übergeordneten System bekannte Punkte im einzelnen Scan zu finden und über deren Lage eine Transformation zu errechnen, die dann auf die gesamte Punktwolke angewendet wird.
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Eine 3D-Laserabtastung von Kanalrohren war bisher noch nicht bekannt. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Darstellung der Innenwandung des Kanalrohres zu Kontroll- und/oder Messzwecken dergestalt zu verbessern, dass eine höhere Auflösung des Messergebnisses, eine verbesserte Einspielung von Zusatzdaten und eine verbesserte Auswertung der gewonnenen Bilder möglich ist.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass nun erstmals in einem Kanalrohr zwecks Darstellung der Innenwand eine 3D-Laserabtastung vorgeschlagen wird. Dies war bisher nicht vorgesehen, weil die bisherigen Film- oder Fernsehaufnahmen mit entsprechenden Kameras, die auf Fahrwagen montiert waren, als ausreichend angesehen wurden.
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Hier setzt die Erfindung ein, die nun erstmals eine 3D-Laserabtastung von Kanalrohren zwecks Darstellung der Innenwandung des Kanalrohrs zu Kontroll- und/oder Messzwecken vorsieht, wobei erfindungsgemäß die 3D-Laserabtastung mit einem 3D-Scanner erfolgt, der auf einem im Kanalrohr längs bewegten Fahrwagen angeordnet ist.
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Bei dem im Kanalrohr längs bewegten Fahrwagen kann es sich um einen autonom angetriebenen Fahrwagen oder auch um einen gezogenen oder geschobenen passiven Fahrwagen handeln.
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Ebenso kann der 3D-Scanner auf einem durch das Kanalrohr hindurch gezogenen Schlitten angeordnet sein.
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Die 3D-Laserabtastung erfolgt durch ein zeilen- oder rasterartiges Überstreichen der Oberfläche der Innenwandung des Kanalrohres mit einem Laserstrahl. Ein solcher Laserscanner, der neben der Objektgeometrie zusätzlich die Intensität des reflektierten Signals erfasst, wird abbildender Laserscanner genannt. Die Aufnahme der Intensitätswerte des von dem aufgenommenen oberflächenreflektierten Laserlichts erfolgt bei den heutigen Lasermesssystemen in 16-Bit-Graustufen. Im Ergebnis erhält man ein Abbild der Oberfläche der Innenwandung des Kanalrohres ähnlich dem eines Schwarz-Weiß-Fotos. Von besonderem Vorteil ist der Einsatz eines Hochgeschwindigkeits-Phasenvergleich-Laserscanners mit hoher Genauigkeit und Reichweite sowie mit einem sphärischen Sichtfeld. Ein solcher Phasenvergleich-Laserscanner arbeitet bevorzugt in der Laserklasse 1 und hat eine Reichweite von bis zu 187,3 m. Die minimale Messentfernung beträgt 0,3 m, und die Auflösung der Entfernung erfolgt auf 0,1 mm. Die Messrate beträgt z. B. 1,016 Mio. Pixel/s.
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Als Ablenkeinheit wird für ein vertikales System ein vollständig gekapselter, rotierender Spiegel verwendet, während für die horizontale Ablenkeinheit das Gerät um die Hochachse rotiert.
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Damit ergeben sich ein vertikales Sichtfeld von z. B. 320 Grad und ein horizontales Sichtfeld von 360 Grad. Die Scanngeschwindigkeit beträgt hierbei 50 U/s.
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Mit einem solchen Phasenvergleich-Laserscanner ist es nun erstmals möglich, eine vollständige 3D-Laserabtastung des Innenraums im Kanalrohr zu ermöglichen, wobei eine Punktewolke erzielt wird, die – nach einem Merkmal des Unteranspruches – mit einer digitalen Zusatzkamera noch farbig dargestellt werden kann. Der Gegenstand des Anspruches 1 bezieht sich demnach auf die Verwendung eines 3D-Laserscanners in einem Kanalrohr, was bisher noch nicht bekannt war.
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Somit besteht nun erstmals die Möglichkeit, auch Kanalrohre mit einer DN < 800 einer Laser-3D-Vermessung zuzuführen.
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Nach dem Gegenstand des unabhängigen Anspruches 2 ist es vorgesehen, dass eine besondere Auswertung der vom Laserscanner ermittelten 3D-Daten vorgesehen ist. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, ist es schwierig und aufwändig, die Videodaten einer durch den Kanal bewegten Videokamera mit entsprechenden Wege- oder Ortsinformationen zu verknüpfen.
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Hier setzt der Gegenstand des unabhängigen Anspruches 2 ein, der vorsieht, dass an der Innenwand des Kanalrohres Verknüpfungsmarkierungen angebracht werden, die vom 3D-Scanner erkennbar sind und die der späteren Verknüpfung der vom 3D-Scanner erzeugten Raumbilder dienen.
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Damit ist es nun erstmals möglich, dass durch ortsfest an der Innenwandung des Kanalrohres angebrachte Markierungen, die einen gegenseitigen Abstand von z. B. im Bereich zwischen 1 bis 10 m haben, die von dem 3D-Scanner erzeugten Bilder nachträglich bei der Auswertung der Bilder an den Verknüpfungsmarkierungen zusammengesetzt werden können.
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Dies erfolgt entweder manuell am Bildschirm mit Hilfe eines geeigneten Computerprogramms oder auch automatisch mit einem Verarbeitungsprogramm, welches in der Lage ist, die Verknüpfungsmarkierungen im 3D-Laserbild zu erkennen und mit einer weiteren Verknüpfungsmarkierung, die in Fahrtrichtung weiter hinten liegt, zu verknüpfen.
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Auf diese Weise werden bei der Nachbearbeitung der erfassten Laserscans entweder manuell oder automatisch die vom 3D-Scanner erzeugten, an verschiedenen hintereinander liegenden Orten aufgenommenen 3D-Bilder miteinander verknüpft und zu einer einheitlichen, durchgehenden Darstellung des Kanalrohres verbunden.
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Nach einem besonderen Merkmal des unabhängigen Vorrichtungsanspruches 3 ist es deshalb vorgesehen, dass eine im Kanalrohr verfahrbare Markierungsvorrichtung vom 3D-Scanner erkennbare Verknüpfungsmarkierungen an der Innenwand des Kanalrohres anbringt.
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Wesentlich ist demnach, dass in dem später manuell oder automatisch ausgewerteten 3D-Scannerbild jeweils mindestens ein oder zwei hintereinander liegende Markierungen optisch auf dem 3D-Scannerbild erkennbar sind, um so die einzelnen, hintereinander folgenden Scanner-Abbildungen richtig hintereinander liegend anzuordnen, um so eine durchgehende Abbildung des Kanalrohres zu ermöglichen.
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In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zur Anbringung der Verknüpfungsmarkierungen eine Markierungsvorrichtung auf dem gleichen Fahrwagen wie der Fahrwagen des Scanners angebracht ist. Diese Markierungsvorrichtung besteht bevorzugt aus einer oder mehreren Sprühlanzen, die einen Farbsprühauftrag begrenzter Größe und Gestalt jeweils an der Innenwand des Kanalrohres anbringen. Solche – vom 3D-Laserscanner – optisch erkennbaren Farbmarkierungen können auf einer Umfangslinie des Kanalrohres mehrfach hintereinander liegend angeordnet sein.
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Als Farbe kann jede beliebige Farbe verwendet werden, die später entweder von der automatischen Auswerteeinheit oder dem menschlichen Auge auf dem 3D-Scannerbild erkennbar ist. Insbesondere wird eine weiße oder eine rote oder orange Farbe bevorzugt. Wenn jedoch eine maschinelle Auswertung vorgesehen ist, können auch solche, mit menschlichem Auge nicht erkennbare Markierungen aufgebracht werden, z. B. Markierungen, die nur im UV-Licht oder im IR-Licht erkennbar sind.
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In einer anderen Ausführung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Markierungsvorrichtung auf einem separaten Fahrwagen dem 3D-Laserscanner voraus läuft. Es ist nämlich nicht zwingend notwendig, dass der Laserscanner und die Markierungsvorrichtung synchron durch das Kanalrohr bewegt werden. Es kann demzufolge auch vorgesehen sein, dass die Markierungsvorrichtung auf einem separaten Fahrwagen zunächst eine Markierungsfahrt mit entsprechender Anbringung der Verknüpfungsmarkierungen an der Innenwand des Kanalrohrs durchführt, um nachfolgend dann die Scannerfahrt mit dem 3D-Scanner stattfindet.
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In einer dritten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die beiden Fahrwagen (3D-Scanner und Markierungsvorrichtung) miteinander gekuppelt sind. Eine solche Kupplung kann starr mit Hilfe einer Kupplungsstange oder auch als Seil oder Kette ausgebildet sein.
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Für die Verknüpfungsmarkierungen sind unterschiedliche Ausführungen möglich und vorgesehen. In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Verknüpfungsmarkierungen aus ein oder mehreren Farbpunkten, z. B. mit einem Durchmesser von 5 bis 10 cm, bestehen und jeweils auf einer Umfangslinie des Kanalrohres angebracht sind.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verknüpfungsmarkierungen als Spitzen, Pfeile, Barcodes, numerische Zahlen oder alphanumerische Codes ausgebildet sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Markierungsvorrichtung keinen Farbauftrag von Verknüpfungsmarkierungen an der Innenwand es Kanalrohrs anbringt, sondern dass stattdessen die Verknüpfungsmarkierungen aus sogenannten Targets bestehen. Es handelt sich hierbei um an der Innenwandung des Kanalrohres angebrachte Markierungsscheiben, die entweder angeklebt, angeheftet, angeklemmt oder in anderer Weise an der Innenwand des Kanalrohres angebracht sind.
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Die Anbringung derartiger Markierungsscheiben hat den Vorteil, dass sie automatisch von der Auswertesoftware des Laserscanners erkannt werden, und jeder Markierungsscheibe kann eine unverwechselbare Ortsinformation und ein Identitäts-Code zugeordnet werden, so dass der Laserscanner beim Durchfahren durch das Kanalrohr die jeweilige Markierungsscheibe mit seinem Laserstrahl zur Aussendung eines Informationssignals anregt, welches unmittelbar vom Laserscanner aufgenommen und in die mathematische Berechnung der Punktewolke mit einbezogen wird. Die Ortsinformation und der Identitätscode sind in dieser Ausführung lediglich optisch vom Laserscanner und/oder dem späteren Betrachter der Laserscans erkennbar.
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In einer anderen Ausführung können die Targets jedoch als aktive oder passive RFID-Elemente ausgebildet sein.
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Die Markierungsscheibe ist demnach weder als passiver oder aktiver RFID-Geber ausgebildet, der bei entsprechender Anregung durch den Laserstrahl ortsindividuelle Informationen bezüglich seines Anbringungsortes und bezüglich seiner Codierung an den Laserscanner automatisch übermittelt.
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Gleichfalls kann es in einer Weiterbildung vorgesehen sein, dass mit dem 3D-Laserscanner eine digitale Farbkamera kombiniert ist, so dass die Farbdaten der Kamera mit den Laserdaten der Punktewolke verknüpft werden und so statt einer Schwarz-Weiß-Abbildung der Innenseite des Kanalrohres eine farbige Abbildung gegeben ist.
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Insgesamt ist es demnach vorgesehen, dass der 3D-Scanner unmittelbar beim Empfang der von ihm ausgesendeten Punktewolke noch zusätzliche Messdateneingänge aufweist, deren Daten unmittelbar mit den Daten mit der Punktewolke verknüpfbar sind. Es handelt sich hierbei um
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- • um Zählerdaten eines Schritt- oder Wegezählers
- • Positionsdaten von Kanalanschlüssen und dergleichen
- • Tachymetriedaten
- • Daten eines Laserlotes.
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Alle oben genannten Daten können jeweils einzeln oder in beliebiger Kombination untereinander in die zusätzlichen Messdateneingänge des 3D-Scanners eingespeist werden, um eine automatische Auswertung der Daten der Punktewolke zu ermöglichen.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: schematisiert ein Schnitt durch ein Kanalrohr mit einem 3D-Laserscanner und Markierungseinheit
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2: eine gegenüber 1 abgewandelte Ausführungsform
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3: eine perspektivische Innenansicht eines Kanalrohres aus der Sicht eines 3D-Scanners mit Verknüpfungsmarkierungen
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4: schematisiert die Anordnung nach 3 mit Darstellung weiterer Einzelheiten
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5: ein erstes Ausführungsbeispiel mit Darstellung von Verknüpfungsmarkierungen
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6: ein zweites Ausführungsbeispiel von Verknüpfungsmarkierungen
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7: ein drittes Ausführungsbeispiel von Verknüpfungsmarkierungen
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8: ein viertes Ausführungsbeispiel von Verknüpfungsmarkierungen
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9: ein Ausführungsbeispiel mit der Anbringung von Markierungsscheiben
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10: die Anbringung von Markierungsscheiben nach 9 in einem Kanalrohr, schematisiert im Schnitt
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11: die Möglichkeit der Kombination eines 3D-Laserscanners mit einer Farbkamera und weiteren Einzelheiten
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Die 1 zeigt schematisiert ein Kanalrohr 1, welches eine Innenwand 2 ausbildet. Die Kanalsohle 3 im Kanalrohr 1 wird von einem Fahrwagen 5 befahren, der auf der Kanalsohle 3 entweder selbsttätig fahrbar ausgebildet ist oder gezogen oder geschoben wird, wobei auf dem Fahrwagen 5, der in Pfeilrichtung 4 bewegt wird, ein erfindungsgemäßer 3D-Scanner 6 angeordnet ist, der mit seiner Optik einen ringsum laufenden Abtaststrahl 7 erzeugt, der somit lückenlos die Innenwand 2 des Kanalrohrs 1 abtastet, eine Punktewolke erzeugt und die an der Kanalinnenwandung reflektierten Signale aufnimmt und auswertet.
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Es ergibt sich damit ein Raumbild 8, welches beispielsweise in 3 dargestellt ist.
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Bisher war es noch nicht bekannt, in einem Kanalrohr 1 einen 3D-Scanner auf einem Fahrwagen anzuordnen und den 3D-Scanner in Pfeilrichtung 4 durch das Kanalrohr 1 zu bewegen, um die Innenwand 2 lückenlos abzubilden.
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Damit die von dem 3D-Scanner aufgenommenen Raumbilder später bei der Auswertung zusammengesetzt werden können, sieht die Erfindung nach einem ersten Ausführungsbeispiel vor, dass auf dem Fahrwagen 5 des Scanners 6 eine Markierungsvorrichtung 13 angeordnet ist, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Strahlrohr 14 mit einer Sprühdüse besteht, die eine Farbmarkierungsflüssigkeit in Pfeilrichtung 15 gegen die Innenwand 2 des Kanalrohrs 1 leitet und dort eine lokal begrenzte Farbmarkierung anbringt. Damit werden beispielsweise auf einer Umfangslinie des Kanalsrohrs Verknüpfungsmarkierungen 9 in Form von runden, eckigen oder anders geformten Markierungen (siehe hierzu die 5 bis 8) an der Innenwand 2 des Kanalrohrs 1 angebracht.
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Die Anbringung der Verknüpfungsmarkierungen 9 erfolgt auf einer ersten Verknüpfungslinie 10. In einem Abstand 18 zur ersten Verknüpfungslinie 10 werden somit von der Markierungsvorrichtung 13 während des Fahrbetriebes des Fahrwagens 5 weitere Verknüpfungsmarkierungen 9 in Form von Farbpunkten oder Farbflecken auf der Verknüpfungslinie 11 und danach weitere Farbmarkierungen in Form von Verknüpfungsmarkierungen 9 auf der in axialer Richtung beabstandeten weiteren Verknüpfungslinie 12 angebracht.
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Die Anbringung erfolgt so, dass jeweils die Verknüpfungsmarkierungen 9 auf den Verknüpfungslinien im Sichtfeld des 3D-Scanners liegen, so dass der 3D-Scanner stets zwei Verknüpfungslinien 10, 11 oder 11, 12 erkennt, so dass bei der nacheinander folgenden Zusammenfügung der vom 3D-Scanner erarbeiteten Raumbilder ein einfaches Aneinanderfügen dieser Raumbilder aufgrund der sich dann zur Deckung bringenden Verknüpfungslinien 10, 11, 12 erfolgt.
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Weitere Einzelheiten werden anhand der 3 erläutert.
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Als zweites Ausführungsbeispiel im Vergleich zur 1 ist in 2 dargestellt, dass die Markierungsvorrichtung 13 auch auf einem getrennten Fahrwagen 16 angeordnet sein kann, wobei wahlweise dieser Fahrwagen 16 vollkommen autonom und unabhängig von dem Fahrwagen 5 des Scanners 6 in dem Kanalrohr 1 verfährt oder – in einer anderen Ausgestaltung – die beiden Fahrwagen mittels eines Verbindungselementes 17 gekoppelt sind.
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Das Verbindungselement kann als Schubstange oder als Zugstange oder als biegeschlaffes Zugelement, wie z. B. ein Seil oder Kette ausgebildet sein.
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So kann es in einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass der vordere Fahrwagen 16 mit der Markierungsvorrichtung 13 angetrieben ist, während der Fahrwagen 5 mit dem darauf montierten Scanner 6 mitgezogen wird.
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Bei einem Markierungsbetrieb zur Abbildung der Innenwand 2 eines Kanalrohres 1 sieht der Scanner 6 somit ein Raumbild 8 gemäß 3.
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Im Vordergrund hat die Markierungsvorrichtung 13 bereits schon Verknüpfungsmarkierungen auf der Verknüpfungslinie 10 angebracht, während die weiteren Verknüpfungsmarkierungen 9' auf der dahinter liegenden Verknüpfungslinie 11 angebracht sind.
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Somit ist es bei einer späteren Auswertung zu jedem Zeitpunkt möglich, eine Zusammensetzung der vom 3D-Scanner erarbeiteten Raumbilder zu schaffen, weil eine Verknüpfung der Bilder anhand der an den Verknüpfungslinien 10, 11, 12 angebrachten Verknüpfungsmarkierungen 9 möglich ist.
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Es ist im Übrigen nicht lösungsnotwendig, dass die Verknüpfungsmarkierungen 9 unmittelbar auf den Verknüpfungslinien 10, 11, 12 angeordnet sind. Sie können auch einen axialen Abstand von so definierten, virtuellen Verknüpfungslinien ausbilden.
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Die 4 zeigt demnach, dass auf jeweils einer Umfangslinie an der Innenwand 2 eine beliebige Anzahl von Verknüpfungsmarkierungen 9 angebracht werden können, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Striche ausgebildet sind.
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Gemäß 5 können auch Verknüpfungsmarkierungen 9a als gepfeilte Balken ausgebildet sein oder gemäß 6 als dreiecksförmige Symbolelemente.
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Die 7 zeigt Verknüpfungsmarkierungen 9c als Punkte, die längs der Verknüpfungslinie angebracht sind, und die 8 zeigt, dass die Verknüpfungsmarkierungen 9d auch als Barcode auf der Innenwand angebracht werden können, um in den Barcode noch zusätzliche Informationen, wie z. B. über die Lage, die Anordnung oder die Entfernung der jeweiligen Verknüpfungsmarkierung 9d von einem bestimmten Orientierungspunkt einzubauen.
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Die 9 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel, dass Verknüpfungsmarkierungen 9 nicht nur als optisch erkennbare Farbmarkierungen an der Innenwand 2 der Kanalsohle 3 angebracht werden können, sondern darüber hinaus ist es auch möglich, Verknüpfungsmarkierungen 19 in der Art von RFID-Elementen als Papierscheiben, Pappscheiben, Kunststoffscheiben oder dergleichen an der Innenwand 2 der Kanalsohle 1 anzubringen. Solche Verknüpfungsmarkierungen 19 – bevorzugt in Form von Scheiben – können geklebt, geheftet, geklemmt oder in anderer Weise am Kanalrohr 1 befestigt werden. Sie können auch an einem umlaufenden Kunststoffband (z. B. einem Kunststoffreifen in der Art eines Hula-Hoop-Reifens) befestigt werden, das an der Innenwand 2 des Kanalrohres 1 durch radiale Eigenspannung angeklemmt wird.
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Nach 9 besteht jede Verknüpfungsmarkierung 19 aus einer Markierungsscheibe 20, die optische Markierungen trägt, die zu einem genau definierten Mittelpunkt gerichtet sind, und verborgen im Innenraum der Markierungsscheibe 20 ist ein Codering 21 angeordnet, der Teil eines passiven RFID-Elementes ist.
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In dem Codering 21 sind dann Informationen über die Art, die Lage, die Position und über den Zustand und andere Einzelheiten eingespeichert. Zusätzlich kann die Markierungsscheibe 20 noch eine optisch auslesbare alphanumerische Zuordnungsnummer 22 tragen, so dass auch eine vom menschlichen Auge sichtbare Unterscheidung der Markierungsscheiben 20 bei der späteren Auswertung möglich ist.
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Auf jeweils einer Verknüpfungslinie 10, 11, 12 können auch ein oder mehrere scheibenförmige Verknüpfungsmarkierungen 19 angeordnet sein.
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Die 10 zeigt als Ausführungsbeispiel die Anbringung derartiger Markierungsscheiben 20 an der Innenwand 2 des Kanalrohres 1, wobei die Markierungsscheiben bevorzugt mit ihren Flachseiten gegen den Abtaststrahl 7 des 3D-Scanners 6 gerichtet sind, der von einem Drehspiegel-Objektiv 23 erzeugt wird.
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Während des Abtastvorganges bewegt sich der 3D-Scannerkopf auch um seine vertikale Drehachse 29 mit der in der allgemeinen Beschreibung angegebenen Umdrehungszahl.
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Beim Auftreffen eines Laserstrahls auf die Markierungsscheibe 20 antwortet das dort eingebaute RFID-Element mit der Übertragung seiner Positions- und Codedaten, die von dem 3D-Scanner aufgenommen und ausgewertet werden. Diese Daten der Verknüpfungsmarkierungen 19 werden somit automatisch in die vom 3D-Scanner erzeugte Punktewolke mit einberechnet.
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In 11 sind weitere Einzelheiten der möglichen Kombination der Daten der vom 3D-Scanner erzeugten Punktewolke mit zusätzlichen Daten dargestellt.
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Es ist dargestellt, dass mit den Daten des 3D-Scanners 6 noch zusätzlich die Daten der Zusatzkamera 24 kombiniert werden können. Die von der digitalen Zusatzkamera 24 aufgenommenen Farbdaten werden mit den Daten der vom 3D-Scanner 6 aufgenommenen Punktewolke kombiniert, um so eine Farbdarstellung der Innenseite des Kanalrohrs in 3D zu erzeugen.
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Zusätzlich zeigt die 11, dass über einen Zusatzdateneingang 28 weitere Messdaten mit den Daten der Punktewolke automatisch verknüpft werden können. Zu diesem Zweck werden in die Signalleitung 27 des 3D-Scanners (Lemokabel) noch zusätzliche Daten eingespeist, die dem Dateneingang 26 des 3D-Scanners 6 zugeführt werden. Solche Zusatzdaten sind z. B. GPS-Daten, die Zählerdaten eines hochzählenden Zählers, die Schrittweiten-Daten beim Antrieb des Fahrwagens 5 in Pfeilrichtung 4, eventuelle geodätische Tachymetriedaten und auch die Daten eines Laserlotes, das gegen die Kanalsohle gerichtet ist. Mit den Daten des Laserlots kann eine Korrektur der Fahrbewegungen des Fahrwagens erfolgen, der in manchen Anwendungsfällen nicht schnurgerade auf der Kanalsohle fährt, sondern bedingt durch Hindernisse auf der Kanalsohle Schlingerbewegungen ausführt.
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Der 3D-Scanner kann nämlich mit einem Laserlot kombiniert werden, um auf der Kanalsohle 4 eine Referenzfläche zu definieren, von der lotrecht nach oben eine Bezugsebene definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kanalrohr
- 2
- Innenwand
- 3
- Kanalsohle
- 4
- Pfeilrichtung
- 5
- Fahrwagen (Scanner)
- 6
- 3D-Scanner
- 7
- Abtaststrahl
- 8
- Raumbild
- 9
- Verknüpfungsmarkierung
- 10
- Verknüpfungslinie
- 11
- Verknüpfungslinie
- 12
- Verknüpfungslinie
- 13
- Markierungsvorrichtung
- 14
- Strahlrohr
- 15
- Pfeilrichtung
- 16
- Fahrwagen (von 13)
- 17
- Verbindungselement
- 18
- Abstand
- 19
- Verknüpfungsmarkierung
- 20
- Markierungsscheibe
- 21
- Codering
- 22
- Zuordnungsnummer
- 23
- Drehspiegel-Objektiv
- 24
- Zusatzkamera
- 25
- Strahlengang
- 26
- Dateneingang
- 27
- Signalleitung (Lemokabel)
- 28
- Zusatzdaten-Eingang
- 29
- Drehachse
