DE102017114363A1

DE102017114363A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau

Info

Publication number: DE102017114363A1
Application number: DE102017114363.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2019-01-03

Abstract

Verfahren zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) einer Außenanlage (2) im Landschafts- oder Straßenbau, aufweisend die Schritte: auf Basis einer Vielzahl von bezüglich der Außenanlage (2) genommenen Messungen, wobei jede der Messungen die dreidimensionale Lage eines Punktes der Außenanlage beschreibt, Bestimmen von Konturen innerhalb der Außenanlage (2); und Bestimmen des Aufmaßes des mindestens einen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) als eine Längen-mäßige Erstreckung oder eine Flächen-mäßige Erstreckung entlang bzw. innerhalb der bestimmten Konturen.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf dem Gebiet des Landschafts- und Straßenbaus. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung auf dem Gebiet der Vermessung im Landschafts- und Straßenbau.
Vermessung spielt im Landschafts- und Straßenbau eine große Rolle. Eine wichtige Größe dabei ist das Aufmaß. Das Aufmaß wird zum Beispiel für die Planung von Bauvorhaben oder für die Wartung bestehender Anlagen im Landschafts- und Straßenbau verwendet. Das Aufmaß wird im allgemeinen so bestimmt, dass ein Vermesser mittels Messrad oder Bandmaß die Distanzen zwischen vereinzelten Punkten einer Anlage bestimmt und aus diesen Werten das Aufmaß für zu vermessende Objekte ableitet. Das Erstellen des Aufmaßes ist ein aufwendiger Prozess, der im Normalfall die Zusammenarbeit mehrerer Personen erfordert und eine aufwendige Nachbearbeitung der gemessenen Werte beinhaltet.
Demzufolge wäre es wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die die Bestimmung des Aufmaßes erleichtern und die Genauigkeit erhöhen.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung umfassen ein Verfahren zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau, aufweisend die Schritte: auf Basis einer Vielzahl von bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen, wobei jede der Messungen die dreidimensionale Lage eines Punktes der Außenanlage beschreibt, Bestimmen von Konturen innerhalb der Außenanlage; und Bestimmen des Aufmaßes des mindestens einen Objekts als eine Längen-mäßige Erstreckung oder eine Flächen-mäßige Erstreckung entlang bzw. innerhalb der bestimmten Konturen.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen eine genauere und vereinfachte Bestimmung des Aufmaßes von Objekten von Außenanlagen im Landschafts- und Straßenbau. Die Konturen innerhalb der Außenanlage werden automatisiert bestimmt. Gegenüber den in früheren Verfahren verwendeten Ansätzen, Abstandswerte zwischen einzelnen, händisch vorausgewählten Punkten zu bestimmen, erlaubt die Verwendung einer Vielzahl von bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen und das Bereitstellen der dreidimensionalen Lage eines Punktes für jede der Messungen ein voll automatisiertes und hoch genaues Bestimmen von Konturen innerhalb der Außenanlage. Gegenüber den Abstandswerten vorselektierter Punkte, wie im Stand der Technik praktiziert, erlauben die auf dreidimensionalen Messungen basierenden Konturen ein hochgenaues und voll automatisiertes Bestimmen des Aufmaßes des genannten mindestens einen Objekts entlang bzw. innerhalb der bestimmten Konturen. Besonders bei runden Konturen ist eine stark erhöhte Genauigkeit erreichbar. Insgesamt ermöglicht das Verfahren gemäß beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung eine genaue und aufwandsarme Bestimmung des Aufmaßes aus einer Vielzahl von Messungen. Auch ist das Verfahren gegenüber dem Stand der Technik weniger fehleranfällig, weil keine Selektion vorbestimmter, als wichtig angesehener Punkte nötig ist, was oft fehlerträchtig und unvollständig ist.
Der Begriff Außenanlagen im Landschafts- oder Straßenbau umfasst Freiluftanlagen, d.h. sich nicht in einem Gebäude befindliche Anlagen, welche keine Wohn- oder Büro- oder Lagergebäude aufweisen, sondern die Infrastruktur und/oder die landschaftliche Gestaltung zwischen Gebäuden betreffen. Im Regelfall sind Außenanlagen mit dem Erdboden verbundene oder auf ihm ruhende Strukturen. Beispiele sind Infrastrukturanlagen, wie z.B. Straßen mit Fahrbahnen für Kraftfahrzeuge, Fahrradwegen und Fußwegen, Parkplätze, etc., Außenanlagen in der Umgebung von Gebäuden, z.B. aufweisend Fußwege und/oder Spielplätze und/oder Gartenflächen, Parkanlagen, Öffentliche Plätze, Sportanlagen, etc.. Der Begriff Straßenbau umfasst sowohl den Straßenbau im engeren Sinne als auch den Wegebau. Es wird explizit betont, dass gestaltete Vegetationsflächen auch Teil des Landschaftsbaus sind.
Das Bestimmen von Konturen innerhalb der Außenanlage im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein automatisiertes Bestimmen der Konturen innerhalb der Außenanlage. Ebenso ist das Bestimmen des Aufmaßes des mindestens einen Objekts im Sinne der Erfindung ein automatisiertes Bestimmen des Aufmaßes des mindestens einen Objekts.
Das Bestimmen der Flächen-mäßigen Erstreckung innerhalb der bestimmten Konturen kann beispielsweise mit Hilfe des Gauss-Elling-Verfahrens erfolgen. Diesem Verfahren kann ein Überführen des Bereichs innerhalb der bestimmten Konturen in zweidimensionale Flächen vorausgehen, insbesondere wenn der genannte Bereich ein dreidimensionaler Bereich ist, d.h. sich nicht ausschließlich in einer Ebene befindet.
Die Vielzahl von Messungen ist eine umfassende bzw. vollständige Menge von Messungen für zumindest denjenigen Teil der Außenanlage, in dem sich das mindestens eine Objekt befindet, dessen Aufmaß bestimmt wird. Der Ausdruck umfassende / vollständige Menge von Messungen bedeutet, dass kein Bereich des relevanten Teils der Außenanlage frei von Messungen ist. In anderen Worten, die Menge der Vielzahl von Messungen hat keine strukturellen Lücken bei der Beschreibung des relevanten Teils der Außenanlage. Während die Vielzahl von Messungen per Definition nicht alle Punkte der Außenanlage abdeckt, sondern eine nicht vorselektierte Menge von Punkten betrifft, wie oben ausgeführt, bedeutet der Begriff der umfassenden bzw. vollständigen Menge von Messungen, dass keine derart ausgedehnten bzw. großflächigen Bereiche des relevanten Teils der Außenanlage ohne Messung sind, dass für diese Bereiche keine Aufmaßbestimmung vorgenommen werden kann. Zum Beispiel bedeutet eine umfassende bzw. vollständige Menge von Messungen, dass die Vielzahl von Messungen bei einem erhöhten Objekt mit mehreren Seiten keine der Seiten ausspart. Wenn das Aufmaß für Objekte bestimmt wird, deren vollständige Konturen nicht von einer Seite aus ersichtlich sind, umfassen die Vielzahl von Messungen Messungen von allen Seiten des gegebenen Objekts.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Vielzahl von bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen mindestens 5.000 Messungen pro Quadratmeter auf, insbesondere zwischen 5.000 und 50.000 Messungen pro Quadratmeter auf. In einer weiteren Ausführungsform weist die Vielzahl von bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen mindestens 10.000 Messungen pro Quadratmeter auf, insbesondere zwischen 10.000 und 20.000 Messungen pro Quadratmeter auf. Die genannten Anzahlen von Messungen erlauben ein hochgenaues Bestimmen von Konturen innerhalb der Außenanlage und somit ein hochgenaues Bestimmen des Aufmaßes des genannten mindestens einen Objekts der Außenanlage. Die genannten unteren Grenzwerte erlauben ein sicheres Identifizieren von Konturen, auch in dem oft sehr heterogenen und detailreichen Gelände von Außenanlagen im Landschafts- oder Straßenbau. Die genannten oberen Grenzwerte ermöglichen eine Begrenzung der Komplexität bei der Bestimmung der Konturen innerhalb der Außenanlage und eine effektive Begrenzung der Ressourcen. Somit stellen die genannten Wertbereiche für die Vielzahl von bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen einen besonders vorteilhaften Kompromiss zwischen Genauigkeit der Bestimmung der Konturen innerhalb der Außenanlage und Komplexität des Bestimmungsvorgangs dar. Die genannten Wertebereiche können als Anzahl von Messungen entlang der Oberfläche der Außenanlage definiert sein. Die genannten Wertebereiche können sich aber auch auf die Anzahl der Messungen in Draufsicht auf die Außenanlage richten.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die Vielzahl der Messungen eine zumindest teilweise zufällig gewählte Vielzahl von Punkten der Außenanlage. In anderen Worten, die Vielzahl der Messungen betrifft keine deterministisch ausgewählte Menge von Punkten der Außenanlage. Jede einzelne Messung ist nicht das Produkt einer gezielten Auswahl eines spezifischen Punktes der Außenanlage. Vielmehr ist durch die Berücksichtigung einer Vielzahl von Punkten der Außenanlage, wie oben beschrieben, sichergestellt, dass auch bei zufällig gewählten Einzelmessungen insgesamt in den Messungen ausreichend Information für das zuverlässige Bestimmen der Konturen innerhalb der Außenanlage und das zuverlässige Bestimmen des Aufmaßes des mindestens einen Objekts der Außenanlage ermöglicht wird. Eine solche Bestimmung des Aufmaßes aus zufällig gewählten Punkten ist ein diametral anderer Ansatz als das Bestimmen des Aufmaßes aus einzelnen, mit Intelligenz deterministisch ausgewählten Punkten, wie es im Stand der Technik praktiziert wird. Der Begriff zumindest teilweise zufällig gewählte Vielzahl von Punkten besagt, dass die Vielzahl von Punkten, obwohl die Einzelpunkte zufällig gewählt sind, gewissen Rahmenbedingungen folgen kann. Zum Beispiel kann eine gewisse Menge von Messungen pro Quadratmeter und/oder eine Überlappung von Aufnahmen der Außenanlage zum Bestimmen der Messungen der Außenanlage gewährleistet sein, was zu einer gewissen Regelmäßigkeit in den bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen führt. Es wird jedoch kein Punkt in der Außenanlage explizit deterministisch für eine Messung ausgewählt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beinhaltet der Schritt des Bestimmens von Konturen innerhalb der Außenanlage den folgenden Schritt: für mindestens eine Teilmenge der Vielzahl von Messungen und/oder für eine Vielzahl von aus den Messungen interpolierten Punkten, Bestimmen des Normalenvektors der Außenanlage an dem gemessenen bzw. interpolierten Punkt. Das Bestimmen der Normalenvektoren über die Außenanlage stellt eine effektive Grundlage für das Bestimmen von Konturen innerhalb der Außenanlage dar, weil sich aus der Ausrichtung der Normalenvektoren bzw. aus der Änderung der Ausrichtung der Normalenvektoren über die Vielzahl von Messungen Konturen gut bestimmen lassen. Dabei kann für jede der Vielzahl von Messungen bzw. für eine Teilmenge der Vielzahl von Messungen der jeweilige Normalenvektor bestimmt werden, z. B. durch Bestimmen einer geschätzten Ebene durch den betreffenden Punkt und benachbarte Punkte. Es ist auch möglich, das für eine Untermenge benachbarter Punkte eine geschätzte Ebene bestimmt wird, für die dann ein Normalenvektor der Außenanlage bestimmt wird. Dieser Normalvektor der Außenanlage kann dann entweder einer der Vielzahl von Messungen zugeordnet werden oder einem interpolierten Punkt auf der Basis der zu Rate gezogenen Messungen zugeordnet werden. Es wird betont, dass der Begriff Normalenvektor auch jede andere Beschreibung der räumlichen Orientierung der Außenanlage an dem betreffenden Punkt umfasst, die eindeutig mit dem Normalenvektor zusammenhängt bzw. in den Normalenvektor umgerechnet werden kann. Zum Beispiel umfasst der Begriff des Normalenvektors auch jede eindeutige Beschreibung einer durch den betreffenden Punkt gehenden Ebene des betreffenden Teils der Außenanlage, auf der der gegebene Normalenvektor senkrecht steht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Bestimmens von Konturen innerhalb der Außenanlage weiterhin den folgenden Schritt: Gruppieren von Messungen in Gruppen gleichmäßiger Orientierung, deren Normalenvektoren zueinander einen Winkel haben, der kleiner als ein vorbestimmter Winkelgrenzwert ist. Auf diese Weise können Bereiche der Außenanlage, die eine ähnliche räumliche Orientierung haben, zusammengefasst werden. Auf Basis dessen können Konturen an den Übergängen zwischen den genannten Bereichen zuverlässig bestimmt werden. Somit macht sich das Verfahren die Beobachtung zu Nutze, dass in Außenanlagen im Landschafts- oder Straßenbau die relevanten Konturen oft mit einer Änderung der räumlichen Orientierung der Außenanlage einhergehen. Zum Beispiel sind zwischen Fußweg und Fahrradweg oft Stufen oder Schrägen vorgesehen, die über Änderungen des Normalenvektors detektiert werden können. Ähnliches gilt für Garten- bzw. Parkanlagen, bei denen unterschiedliche Bereiche, für die das Aufmaß bestimmt wird, oft durch Stufen oder schräge Übergänge voneinander abgesetzt sind. Das Gruppieren von Messungen in Gruppen gleichmäßiger Orientierung kann durch jegliches geeignete Verfahren implementiert werden. Eine beispielhafte Möglichkeit ist der sogenannte region based growing Algorithmus, bei dem benachbarte Punkte mit ähnlichen Werten, d.h. mit ähnlichen Normalenvektoren, zusammengefasst werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der vorbestimmte Winkelgrenzwert zwischen 10° und 18°, insbesondere zwischen 12° und 16°, weiter insbesondere 14°. Die genannten Grenzwerte bzw. Grenzwertbereiche erlauben eine besonders effektive und auf den Bereich der Außenanlagen im Landschafts- und Straßenbau abgestimmte Bestimmung von Konturen innerhalb der Außenanlage.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Bestimmens von Konturen innerhalb der Außenanlage weiterhin den folgenden Schritt: Setzen des vorbestimmen Winkelgrenzwerts. Das Setzen des vorbestimmten Winkelgrenzwerts kann durch einen Benutzer erfolgen oder auf Basis der Vielzahl von Messungen erfolgen. Insbesondere ist es möglich, dass die Vielzahl von Messungen gemäß einer oder mehrerer Metrik(en) analysiert werden, z.B. gemäß einer Varianz der Orientierung der Normalenvektoren, und dass der vorbestimmte Winkelgrenzwert auf Basis der Metrik(en) gesetzt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beschreibt jede der Messungen neben der dreidimensionalen Lage eines Punktes der Außenanlage die Farbe der Oberfläche der Außenanlage an dem betreffenden Punkt der Außenanlage. Somit steht neben der dreidimensionalen Lage der Punkte weitere Information über die verschiedenen Bereiche der Außenanlage zur Verfügung, durch welche das Bestimmen von Konturen und das Bestimmen des Aufmaßes weiter verbessert und verfeinert werden kann. Die Farbe der Oberfläche der Außenanlage kann in jeglichem geeigneten Format zur Verfügung stehen, z.B. als RGB-Wert oder als CMYK-Wert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Bestimmens von Konturen innerhalb der Außenanlage den folgenden Schritt: Gruppieren von Messungen in Gruppen gleichmäßiger Farbgebung, deren Farben der Oberfläche zueinander einen chromatischen Abstand haben, der kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert ist. Auf diese Weise können Konturen der Außenanlage effektiv auf Grund der Farbgebung verschiedener Bereiche der Außenanlage bestimmt werden. Das Gruppieren von Messungen in Gruppen gleichmäßiger Farbgebung kann zusätzlich bzw. alternativ zu dem Gruppieren von Messungen in Gruppen gleichmäßiger Orientierung auf Basis der Normalenvektoren erfolgen. Bei zusätzlicher Verwendung der Farbinformation gibt es zwei Optionen, Konturen zu erkennen, wodurch sich insgesamt eine größere Bandbreite von Konturen in der Außenanlage zuverlässig bestimmen lässt. Der chromatische Abstand kann auf jede geeignete Weise bestimmt werden. Zum Beispiel kann der chromatische Abstand zwischen zwei Farben definiert sein als der euklidische Abstand im RGB-Raum. Für den euklidischen Abstand kann dann ein geeigneter vorbestimmter Abstandsgrenzwert definiert sein. Eine beispielhafte Möglichkeit der Gruppierung ist der sogenannte color based growing Algorithmus, bei dem benachbarte Punkte mit ähnlichen Werten, d.h. mit ähnlichen Farbgebungen, zusammengefasst werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Bestimmens von Konturen innerhalb der Außenanlage weiterhin den folgenden Schritt: Setzen des vorbestimmen Grenzwerts für den chromatischen Abstand. Das Setzen des vorbestimmten Grenzwerts für den chromatischen Abstand kann durch einen Benutzer erfolgen oder auf Basis der Vielzahl von Messungen erfolgen. Insbesondere ist es möglich, dass die Vielzahl von Messungen gemäß einer oder mehrerer Metrik(en) analysiert werden, z.B. gemäß einer Varianz der Farbe der Oberfläche der Außenanlage, und dass der vorbestimmte Grenzwert für den chromatischen Abstand auf Basis der Metrik(en) gesetzt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Vielzahl der Messungen durch ein Photogrammetrie-Verfahren erhaltene Messungen. Bei einem Photogrammetrie-Verfahren werden eine Mehrzahl von Bildern / Aufnahmen einer Außenanlage so zueinander in Beziehung gesetzt, dass eine Vielzahl von dreidimensionalen Koordinaten der Außenanlage hergeleitet wird. Diese Vielzahl von dreidimensionalen Koordinaten können als die genannten bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen verwendet werden. Die Vielzahl der bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen stellen eine sogenannte Punktwolke der Außenanlage dar. Das Photogrammetrie-Verfahren kann beispielsweise mit Hilfe einer Mehrzahl von Photos durchgeführt werden, deren Bildausschnitte sich überlappen. Beispielsweise können sich Photos von benachbarten Bereichen der Außenanlage zu 50% überlappen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Vielzahl der Messungen durch ein Laser-Scan-Verfahren erhaltene Messungen. Ein Laser-Scan-Verfahren stellt ebenfalls eine effektive Möglichkeit dar, eine Vielzahl dreidimensionaler Koordinaten der Außenanlage aufzunehmen. Somit können auch auf diese Weise die genannten bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen erstellt werden bzw. kann die Beschreibung der Außenanlage als Punktwolke erstellt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren die folgenden Schritte auf: Erstellen einer Mehrzahl von Photos der Außenanlage und Erstellen der Vielzahl von Messungen durch Überlagern der Mehrzahl von Photos. Wie oben bereits angedeutet, kann durch die Zusammenschau von einer Mehrzahl von Photos die Vielzahl von bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen effektiv und bequem erstellt werden. Dabei muss insbesondere nicht darauf Rücksicht genommen werden, bestimmte Punkte der Außenanlage in bestimmter Weise zu vermessen bzw. aufzunehmen. Vielmehr können die Mehrzahl von Photos willkürlich bzw. zufällig gemacht werden, solange eine vollständige Aufnahme des relevanten Teils der Außenanlage und eine gewisse Überlappung der Photos gegeben ist. Insbesondere kann die Mehrzahl von Photos der Außenanlage erstellt werden durch kontinuierliches Photographieren der Außenanlage während einer Bewegung durch bzw. über die Außenanlage. Dabei können die Mehrzahl von Photos als Einzelbilder oder als Bewegtbild, d.h. in Form eines Videos, gemacht werden. Durch ein kontinuierliches Photographieren während der Bewegung durch bzw. über die Außenanlage lässt sich die Vielzahl von bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen besonders effektiv und zuverlässig erstellen, weil durch die verschiedenen Perspektiven der einzelnen Photos viel Information über die dreidimensionale Lage der einzelnen Punkte in den Aufnahmen verfügbar ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhalten die Mehrzahl von Photos der Außenanlage eine umfassende bzw. vollständige Abbildung zumindest desjenigen Bereichs der Außenanlage, in dem sich das mindestens eine Objekt befindet, dessen Aufmaß bestimmt wird. Die Mehrzahl von Photos bilden das mindestens eine Objekt aus einer ausreichenden Anzahl von Perspektiven ab, so dass kein Teil des mindestens einen Objekts unbeleuchtet bleibt. Wenn beispielsweise eine erste Mehrzahl von Photos von einem ersten Aufnahmepunkt aus gemacht wird, der niedriger als ein Objekt liegt, dessen Aufmaß bestimmt wird, werden weitere Photos von einem zweiten Aufnahmepunkt aus gemacht, von dem aus die, von dem ersten Aufnahmepunkt aus gesehen, Rückseite des Objekts in den Aufnahmen enthalten ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf: Auslegen von Passobjekten bekannter Form und Größe in der Außenanlage, wobei das Auslegen vor dem Erstellen der Mehrzahl von Photos durchgeführt wird, und Skalieren der Vielzahl von Messungen mittels der in der Mehrzahl von Photos aufgenommenen Passobjekte. Durch das Auslegen von Passobjekten bekannter Form und Größe in der Außenanlage wird das Erstellen der Vielzahl von Messungen weiter vereinfacht, und die Vielzahl von Messungen können ohne Bestimmung einer absoluten Distanz zu einem Punkt oder zwischen zwei Punkten der Außenanlage erzeugt werden. Die Passobjekte bekannter Form und Größe sind ein eleganter und bequemer Weg, die absoluten Dimensionen der Außenanlage in der Mehrzahl von Photos zu bestimmen. Die Passobjekte bekannter Form und Größe können jegliche geeignete Form und Größe haben. Vorteilhaft sind reguläre geometrische Strukturen, besonders bevorzugt solche Strukturen, die Referenzlinien in verschiedenen Richtungen haben. Als besonders bevorzugt ist das Auslegen von rechtwinkligen Dreiecken bekannter Größe befunden worden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Auslegen von Passobjekten ein Platzieren der Passobjekte in im Wesentlichen ebenen und waagerechten Gebieten der Außenanlage auf. Auf diese Weise kann zum Einen erreicht werden, dass die Passobjekte gut auf der Oberfläche der Außenanlage aufliegen und so sicher ihre bekannte Form haben, d.h. nicht durch die Ausprägung der Außenanlage verwunden oder gestaucht werden. Zum Anderen kann aus dieser Platzierung geschlossen werden, welche Bereiche der Außenanlage waagerecht ausgerichtet sind, wodurch wiederum mehr Information in der Vielzahl von Messungen enthalten sein kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren den folgenden Schritt auf: für ein gegebenes Objekt der Außenanlage, Identifizieren einer Bau-mäßigen Gestaltungsvariante des gegebenen Objekts durch Vergleich der mit dem gegebenen Objekt der Außenanlage assoziierten Messungen mit für eine Mehrzahl von Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten vorhandenen Referenzmessungen. In anderen Worten, das Verfahren kann für ein Objekt der Außenanlage, für das die Konturen und das Aufmaß bestimmt worden sind, automatisiert erkennen, um was für eine Art von Objekt es sich handelt. Für das Beispiel einer Parkanlage kann beispielsweise automatisiert erkannt werden, ob es sich bei dem Objekt um eine Grasfläche oder einen Weg oder eine Strauchanordnung handelt. Dafür können, wie oben beschrieben, die Normalenvektoren und/oder die Farbe der Außenanlage in den entsprechenden Bereichen herangezogen werden. Eine charakteristische Größe kann zum Beispiel die Streuung der Normalenvektoren innerhalb einer Gruppe von Messungen gleichmäßiger Orientierung der Normalenvektoren sein. Das automatisierte Identifizieren einer Bau-mäßigen Gestaltungsvariante kann mittels einer Datenbank erfolgen, in der die genannten Referenzmessungen vorhanden sind, wobei der Vergleich mit den vorhandenen Referenzmessungen über einen Vergleich von Einzelmessungen und/oder über einen Vergleich von charakteristischen Informationen, wie z.B. der oben genannten Streuung der Normalenvektoren innerhalb einer Gruppe, erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt auf: Verknüpfen des mindestens einen Objekts mit mindestens einer Bau-mäßigen Gestaltungsvariante, wobei das Aufmaß eines gegebenen Objekts mit mindestens einem Attribut der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante multipliziert wird. Auf diese Weise wird eine automatisierte Nachverarbeitung des Aufmaßes ermöglicht, wodurch Details zur Planung einer Außenanlage und/oder zur Renovierung einer Außenanlage und/oder zur Wartung einer Außenanlage und/oder zur Dokumentation einer Außenanlage mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit automatisiert bereitgestellt werden können. Der Begriff Bau-mäßige Gestaltungsvariante ist ein Oberbegriff für alle möglichen Ausgestaltungen von einzelnen Objekten im Landschafts- und Straßenbau. Dazu gehören unter anderem alle Arten von Bebauungen im Landschafts- und Straßenbau sowie alle Arten von Garten- / Park-mäßiger Gestaltung. Die Bau-mäßige Gestaltungsvariante kann zum Beispiel eine Pflaster- oder Weg-Decke oder ein ausgelegter Rollrasen oder jegliche andere Bau-mäßige Gestaltungsvariante im Landschafts- oder Straßenbau sein. Das Attribut der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante kann z. B. sein: Menge an Oberflächenmaterial pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Menge an Unterbaumaterial pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Menge an Hilfsmaterial pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Verschnitt pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Transportgewicht pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Maschineneinsatzdauer pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Bauzeit pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Materialkosten pro Längen-Einheit bzw. pro Flächeneinheit, Baukosten pro Längen-Einheit bzw. pro Flächeneinheit, Menge von Reinigungsmittel pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Menge von Pflegemittel pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Reinigungs- bzw. Pflegezeit pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Reinigungs- bzw. Pflegemittelkosten pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Reinigungs- bzw. Pflegekosten pro Längen- bzw. pro Flächen-Einheit, etc..
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verknüpfen des mindestens einen Objekts mit mindestens einer Bau-mäßigen Gestaltungsvariante die folgenden Schritte auf: Ausgeben eines Objekts der Außenanlage an einen Benutzer, Ausgeben einer Liste von Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten an den Benutzer, und Empfangen einer Auswahl einer Bau-mäßigen Gestaltungsvariante für das Objekt von dem Benutzer. Das Ausgeben des Objekts und der Liste der Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten kann z.B. auf graphische Weise erfolgen, so dass der Benutzer eine zu verknüpfende Bau-mäßige Gestaltungsvariante auf einem Bildschirm auswählen kann, z.B. mittels eines Touchpads oder einer Tastatur oder einer Maus, etc. Das Multiplizieren des Aufmaßes mit dem mindestens einen Attribut erfolgt danach automatisiert auf Basis der Auswahl des Benutzers.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die mindestens eine Bau-mäßige Gestaltungsvariante mindestens eines der folgenden Attribute: Menge an Oberflächenmaterial pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Menge an Unterbaumaterial pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Menge an Hilfsmaterial pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Verschnitt pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Transportgewicht pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Maschineneinsatzdauer pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, und Bauzeit pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, wobei das Aufmaß des gegebenen Objekts mit mindestens einem der genannten Attribute der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante zur Planung der Erstellung des gegebenen Objekts multipliziert wird. Demzufolge können eine oder mehrere Aspekte der Planung der Erstellung eines Objekts einer Außenanlage automatisiert bereitgestellt werden. Das Verfahren gemäß einer derartigen Ausführungsform kann somit auch als Verfahren zur Bestimmung des Aufmaßes und zur Planung von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau bezeichnet werden. In beispielhaften Ausführungsformen kann die Planung der Rohmaterialien und/oder die Planung des Transports und/oder die Planung von Maschineneinsatz und/oder die Planung der Bauzeit mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit sowie geringer Fehleranfälligkeit ermöglicht werden. Diese Art der Planung kann besonders vorteilhaft eingesetzt werden bei der Renovierung bzw. Neu-Herstellung bestimmter Bereiche einer Außenanlage. So kann eine existierende Außenanlage mit dem hierin beschriebenen Verfahren besonders gut vermessen werden, wodurch sich eine sehr genaue und zuverlässige Grundlage für die Neu-Herstellung bzw. Renovierung bestimmter Bereiche ergibt. Beispielsweise kann mit dem hierin beschriebenen Verfahren das Aufmaß eines Fußwegs einer Parkanlage sehr genau bestimmt werden und dadurch die Planung der Neu-Erstellung des Fußwegs automatisiert und hochgenau ermöglicht werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die mindestens eine Bau-mäßige Gestaltungsvariante mindestens eines der folgenden Attribute: Menge von Reinigungsmittel pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Menge von Pflegemittel pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, und Reinigungs- bzw. Pflegezeit pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, wobei das Aufmaß des gegebenen Objekts mit mindestens einem der genannten Attribute der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante zur Wartung des gegebenen Objekts multipliziert wird. Somit kann die Wartung einer Außenanlage bezüglich des Materialbedarfs und/oder bezüglich des Zeitbedarfs der Wartung hochgenau und automatisiert geplant werden. Das Verfahren gemäß einer derartigen Ausführungsform kann somit auch als Verfahren zur Bestimmung des Aufmaßes und zur Wartung von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau bezeichnet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt auf: Anpassen des Werts der Multiplikation des Aufmaßes des gegebenen Objekts mit dem mindestens einen Attribut der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante gemäß der Krümmung von einer oder mehreren Konturen des gegebenen Objekts. Auf diese Weise kann die Planung und/oder Wartung und/oder Dokumentation einer Außenanlage hochgenau an den tatsächlichen Materialbedarf angepasst werden. Insbesondere kann der Wert der Multiplikation umso stärker nach oben angepasst werden, je stärker die Krümmung der einen oder mehreren Konturen des gegebenen Objekts sind. Auf diese Weise kann der Verschnitt entlang besonders gekrümmter Konturen berücksichtigt werden, insbesondere bei der Planung der Erstellung des gegebenen Objekts. Dabei kann die Anpassung des Werts der Multiplikation von der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante abhängen. Zum Beispiel kann die Anpassung nach oben umso größer sein, je größer die für einen Fußweg einer Parkanlage zu verbauenden Platten bzw. Pflastersteine sind. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass der Verschnitt bei größeren Einzelstrukturen höher zu erwarten ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte auf: Bestimmen der Neigung des gegebenen Objekts gegenüber einer waagerechten Ebene, und Anpassen des Werts der Multiplikation des Aufmaßes des gegebenen Objekts mit dem mindestens einen Attribut der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante gemäß der Neigung des gegebenen Objekts. Auf diese Weise kann die Neigung eines gegebenen Objekts, wie z.B. eines Wegs einer Parkanlage, berücksichtigt werden, beispielsweise bei der Planung der Erstellung des gegebenen Objekts. Die Neigung kann sich bei einem solchen Weg derart auf die Planung auswirken, dass eine größere Menge Unterbaumaterial benötigt wird und/oder eine erhöhte Bauzeit erforderlich ist. Derartige, mit der Neigung des Objekts zusammenhängenden Effekte können somit bei der Multiplikation des Aufmaßes mit dem mindestens einen Attribut der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante berücksichtigt werden.Die Neigung kann beispielsweise über die Relation zu im Wesentlichen waagerecht ausgelegten Passobjekten stattfinden. Es ist auch möglich, dass die Neigung gegenüber anderen Objekten bestimmt wird, deren Orientierung / Neigung bekannt ist bzw. von einem Benutzer angegeben wird und/oder aus der Art des Objekts bestimmt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren weiterhin den folgenden Schritt auf: Erstellen eines Plans der Außenanlage auf Basis der bestimmten Konturen, wobei das Verfahren insbesondere weiterhin den Schritt des Anzeigens des Plans der Außenanlage umfasst. Auf diese Weise kann eine vollständige Dokumentation der Außenanlage bzw. eines Teils der Außenanlage erfolgen, die von einem Benutzer leicht mit der Außenanlage als solches bzw. mit Bildern der Außenanlage verglichen werden kann und somit ein bequemes und elegantes Hilfsmittel zur Kontrolle der bestimmten Aufmaße bereitstellt. Insbesondere kann das Verfahren weiterhin den Schritt der graphischen Darstellung des Plans der Außenanlage aufweisen. Die graphische Darstellung kann auf jeglicher Art von Bildschirm erfolgen, z. B. auf einem Mobiltelephon-Bildschirm oder einem Tablet-Bildschirm oder einem Computer-Bildschirm.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung umfassen weiterhin ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung eines Verfahrens zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau, das so ausgebildet ist, dass ein Verfahren gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausführbar ist bzw. bei Ausführung des Computerprogramms ausgeführt wird.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung umfassen weiterhin ein Computerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau, das so ausgebildet ist, dass ein Verfahren gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausführbar ist bzw. bei Ausführung des Computerprogramms ausgeführt wird.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung umfassen weiterhin eine Vorrichtung zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau, wobei die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung des Aufmaßes gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen eingerichtet ist. Die Vorrichtung kann ein Computer oder ein Tablet oder ein Mobiltelephon oder jegliche andere geeignete Vorrichtung sein, die zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Eine Kamera kann Teil der Vorrichtung sein, um die Mehrzahl von Photos der Außenanlage zu machen, wie oben beschrieben worden ist. Die Vorrichtung kann ein ein-moduliges oder verteiltes System sein. Das heißt, die Schritte können auf einem Gerät ablaufen oder auf mehrere Geräte verteilt sein, die zusammen die Vorrichtung bilden. Zum Beispiel können die Photos der Außenanlage mit einer separaten Kamera gemacht werden und dann zum Erstellen der Vielzahl von bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen, zum Bestimmen der Konturen innerhalb der Außenanlage, und zum Bestimmen des Aufmaßes des mindestens einen Objekts auf einen Computer übertragen werden. Das System kann abgeschlossen sein und nur zwischen den einzelnen Komponenten eine Kommunikation erlauben. Es ist aber auch möglich, dass es sich bei dem System um ein offenes System handelt, das z.B. mit dem Internet verbunden ist. So ist es z.B. möglich, dass die Photos der Außenanlage über das Internet an einen Computer zur Durchführung der oben genannten weiteren Schritte übermittelt werden. Es ist auch möglich, dass das System z.B. über das Internet mit einer Datenbank von Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten kommuniziert. Die zusätzlichen Merkmale, Modifikationen und vorteilhaften Effekte, die oben für das Verfahren zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau beschrieben sind, gelten analog für die Vorrichtung zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung umfassen weiterhin ein Passobjekt zum Auslegen in einer Außenanlage für das Bestimmen des Aufmaßes von mindestens einem Objekt der Außenanlage. Es wird betont, dass das Passobjekt ein separater Gegenstand der Erfindung ist, der unabhängig beansprucht werden kann. Der Anmelder behält sich das Recht vor, auf die Passobjekte, wie sie an verschiedenen Stellen hierin und insbesondere in den folgenden Absätzen beschrieben sind, Patentansprüche zu richten.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung beinhalten ein Passobjekt zum Auslegen in einer Außenanlage für das Bestimmen des Aufmaßes von mindestens einem Objekt der Außenanlage, wobei das Passobjekt eine vorbestimmte Form und Größe hat. Die vorbestimmte Form ermöglicht ein zuverlässiges Erkennen des Passobjekts in der Vielzahl von Messungen. Die vorbestimmte Größe ermöglicht ein Ableiten der absoluten Größe des mindestens einen Objekts der Außenanlage aus der Relation zu der vorbestimmten Größe des Passobjekts. Die vorbestimmte Größe ermöglicht eine Skalierung der Punktwolke, d.h. eine Skalierung der Vielzahl von Messungen. Der Begriff vorbestimme Größe bedeutet, dass mindestens ein Element des Passobjekts eine genau definierte, bekannte Größe bzw. Länge hat.
Gemäß weiterer Ausführungsformen weist das Passobjekt eines oder mehrere oder alle der folgenden Merkmale auf. Es wird betont, dass das Passobjekt jede beliebige Untermenge der folgenden Merkmale haben kann, solange diese nicht alternativ zueinander sind, wie z.B. die Ausprägung der vorbestimmten Form als Dreieck oder als Viereck. Das Passobjekt kann im ausgelegten Zustand im Wesentlichen eben sein. Es kann eine Haupterstreckungsebene haben, die wesentlich größer ist als die Erstreckung senkrecht zu dieser Haupterstreckungsebene. Das Passobjekt kann klappbar sein, d.h. es kann von einem ersten, während der Auslegung vorhandenen Zustand in einen zweiten, eingeklappten Zustand überführbar sein. Der eingeklappte Zustand kann eine Größenreduzierung des Passobjekts mit sich bringen, zumindest in der Haupterstreckungsebene. So kann das Passobjekt leicht transportierbar sein. Das Passobjekt kann eine Rahmenform aufweisen. Insbesondere kann das Passobjekt die Form eines Polygonrahmens, wie z.B. eine hohle Dreiecksform oder Vierecksform oder andere Polygonform, aufweisen. Das Passobjekt kann auch eine andere hohle geometrische Form, wie z.B. eine Ringform, aufweisen. Die hohle geometrische Form kann den ausgelegten Zustand darstellen, während im eingeklappten Zustand keine hohle geometrische Form vorhanden ist. Das Passobjekt kann aus Latten bzw. Streben aufgebaut sein. Die Latten / Streben können gerade sein oder eine Krümmung aufweisen, beispielsweise halbkreisförmig sein. Zwischen den Latten / Streben können Drehpunkte vorgesehen sein. Das Passobjekt kann mittels der Drehpunkte zusammenklappbar sein. Die Drehpunkte können auf der Oberseite des Passobjekts eine Signalfarbe haben, insbesondere eine außerordentlich gut detektierbare Signalfarbe, wie z.B. von Warnwesten im Straßenverkehr bekanntes gelb oder orange. Die Drehpunkte können auf der Oberseite des Passobjekts eine Kugelform haben. Die Kugelform ermöglicht ein zuverlässiges Detektieren der Drehpunkte aus vielen Richtungen. Die Drehpunkte des Passobjekts können einen vorbestimmten Abstand zueinander haben. Insbesondere können alle Latten / Streben zwischen den Drehpunkte die gleiche Länge haben. So ist der Abstand zwischen allen durch eine Latte / Strebe miteinander verbundenen Drehpunkten gleich. Das Passobjekt kann ein gleichschenkliges Dreieck sein. Somit sind neben den Abständen zwischen den Drehpunkten auch die Winkel zwischen den einzelnen Streben / Latten im ausgeklappten Zustand immer gleich. Demgegenüber kann ein Viereck mit vier Latten / Streben im ausgeklappten Zustand die Form eines Quadrats oder einer Raute annehmen. Über die Abstände der Drehpunkte kann unabhängig von der Form als Quadrat oder Raute eine Skalierung stattfinden. Allerdings kann auch bei einem Viereck über Fixstellen in den Drehpunkten eine vorbestimmte Form erreicht werden. Besonders gut eignet sich auch ein rechtwinkliges, insbesondere rechtwinkliges und gleichschenkliges, Dreieck. Die vorbestimmte Form mit einem rechten Winkel und zwei gleichen Seiten lässt sich zuverlässig detektieren und ermöglicht ein gutes In-Verbindung-Bringen mit den Messungen, sowohl bezüglich der Längen zwischen einzelnen Punkten als auch bezüglich der Winkel zwischen einzelnen Punkten.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt verschiedene Möglichkeiten zur Gewinnung von Rohdaten für das Erstellen der Vielzahl von Messungen, wie sie in beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können;
3 zeigt ein Ablaufdiagramm für das Bestimmen von Konturen innerhalb der Außenanlage, wie in beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung verwendet;
4 illustriert den Ablauf des Bestimmens von Konturen innerhalb der Außenanlagen gemäß 3 anhand einer beispielhaften, in Aufsicht dargestellten Außenanlage;
5 zeigt ein Ablaufdiagramm für das Bestimmen des Aufmaßes von Objekten der Außenanlage, wie in beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung verwendet;
6 illustriert den Ablauf des Bestimmens des Aufmaßes von Objekten der Außenanlage gemäß 5 anhand der beispielhaften Außenanlage von 4;
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Nach dem Start des Verfahrens erfolgt das Erstellen der Vielzahl von Messungen bezüglich der Außenanlage, was in seiner Gesamtheit als Schritt 100 bezeichnet ist. In diesem Schritt 100 wird bezüglich der physisch vorhandenen Außenanlage eine Vielzahl von Messungen erstellt, wobei jede Messung die dreidimensionale Lage eines Punktes der Außenanlage beschreibt. Diese Vielzahl von Messungen können aus einer Mehrzahl von Photos der Außenanlage oder über die Durchführung eines Laser-Scan-Verfahrens gewonnen werden, wie unten im Detail beschrieben ist. Unabhängig davon, wie die Vielzahl von Messungen gewonnen wird, ist am Ende des Schrittes 100 eine Vielzahl von Messungen bezüglich der Außenanlage vorhanden, wobei jede der Messungen die dreidimensionale Lage eines Punktes der Außenanlage, insbesondere eines Punkte der Oberfläche der Außenanlage beschreibt. Neben der dreidimensionalen Lage eines Punktes kann jede der Messungen weiterhin die Farbe der Oberfläche der Außenanlage an dem gegebenen Punkt enthalten.
Nach dem Schritt 100 erfolgt das Bestimmen von Konturen innerhalb der Außenanlage, in seiner Gesamtheit als Schritt 200 bezeichnet. In dem Schritt 200 wird auf die Vielzahl von Messungen zugegriffen. Die Vielzahl der Messungen werden analysiert, und Konturen innerhalb der Außenanlage werden in Schritt 200 bestimmt. Dabei können Konturen jegliche Art von Übergängen zwischen verschiedenen Bereichen der Außenanlage sein, wie z.B. Kanten, Stufen, unterschiedliche Farben von Bau-mäßige Gestaltungsvarianten, etc. Das Bestimmen von Konturen innerhalb der Außenanlage wird unten im Detail mit Bezug auf 3 und 4 beschrieben.
Nach dem Schritt 200 wird das Aufmaß von mindestens einem Objekt als eine Längen-mäßige Erstreckung oder eine Flächen-mäßige Erstreckung entlang bzw. innerhalb der bestimmten Konturen bestimmt, in seiner Gesamtheit als Schritt 300 bezeichnet. Grundlage für die Bestimmung des Aufmaßes sind die in Schritt 200 bestimmten Konturen, die in einem definierten Format als Ergebnis des Schritts 200 vorliegen, z.B. als Polylinien, d.h. als Satz von Linien, die die identifizierten Objekte als Polygone beschreiben. Je nach Anwendungsfall wird das Aufmaß als eine Längen-mäßige Erstreckung entlang einer solchen Polylinie oder als Längen-mäßige Erstreckung entlang einer Hauptrichtung eines schmalen Polygons oder als Flächen-mäßige Erstreckung innerhalb eines Polygons bestimmt. Die Details des Bestimmens des Aufmaßes werden unten im Detail mit Bezug auf 5 und 6 beschrieben.
Es wird betont, dass Schritt 100 nicht notwendiger Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist. Die Vielzahl von Messungen können schon fertig vorliegen oder auf andere Weise aus vorliegenden Daten gewonnen werden, beispielsweise über bestehende, digitale Pläne einer Außenanlage oder über digitalisierte Skizzen der Außenanlage.
2 illustriert einige Möglichkeiten, wie die Vielzahl von Messungen bezüglich der Außenanlage bzw. die Rohdaten für die Messungen bezüglich der Außenanlage erstellt werden können.
2A zeigt eine Außenanlage 2 in schematischer Darstellung. Die Außenanlage 2 ist um ein Gebäude 4 herum angelegt, d.h. das Gebäude 4 gehört nicht zur Außenanlage 2. Die Außenanlage 2 kann vielerlei verschiedene Bereiche bzw. Elemente haben, allgemein als Bau-mäßige Gestaltungsvarianten bezeichnet, wobei in 2A rein beispielhaft zur Veranschaulichung eine Mehrzahl von Fußwegen 6 und eine Mehrzahl von Grünflächen 8 als Bau-mäßige Gestaltungsvarianten der Außenanlage 2 gezeigt sind. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind nur wenige der Fußwege 6 und der Grünflächen 8 mit Bezugszeichen versehen.
Weiterhin zeigt 2A einen Benutzer 10, der mit einer Photokamera 12 eine Mehrzahl von Aufnahmen der Außenanlage 2 macht. Insbesondere macht der Benutzer 10 eine Mehrzahl von Photos, die sich überlappen, so dass sich aus der Gesamtheit der Photos eine Gesamtabbildung der Außenanlage 2 zusammenstellen lässt.
Weiterhin zeigt 2A ein Passobjekt 20 in Form eines rechtwinkligen Dreiecks. Während zur Veranschaulichung nur ein Passobjekt 20 gezeigt ist, versteht es sich, dass beim Erstellen der Photos eine Mehrzahl von Passobjekten ausgelegt sein kann bzw. soll. Die Passobjekte 20 haben eine bekannte Form und Größe, ggf. auch eine bekannte Farbe und ein bekanntes Profil, z.B. ein Kugelprofil an den Ecken des Dreiecks. Auf diese Weise sind die Passobjekte in den Photos gut automatisiert erkennbar. Durch die bekannte Größe der Passobjekte können alle Messungen effizient skaliert werden.
2B zeigt dieselbe Außenanlage 2 wie 2A. Sie zeigt jedoch den Benutzer 10 mit seiner Photokamera 12 in einer von 2A verschiedenen Position. Dies verdeutlicht, dass sich der Benutzer 10 beim Erstellen der Mehrzahl von Photos über die Außenanlage 2 bewegen kann. Dadurch haben die Photos unterschiedliche Blickwinkel, wodurch für die Überlagerung der Photos und das zueinander In-Relation-Setzen der auf den Photos gezeigten Objekte zusätzliche Information zur Verfügung steht.
Aus der genannten Mehrzahl von Photos können die Vielzahl von Messungen bezüglich der Außenanlage, die jeweils die dreidimensionale Lage eines Punktes der Außenanlage beschreiben, gewonnen werden. Dazu kann beispielsweise das Verfahren der Photogrammetrie angewandt werden. Dieses Verfahren ermöglicht die Überführung der einzelnen Punkte der Außenanlage, wie sie in den verschiedenen Photos zu sehen sind, in ein absolutes dreidimensionales Koordinatensystem, wobei die Überlagerung der Photos die Überlappung der Photos und ggf. die unterschiedlichen Blickwinkel sich überlappender Photos nutzt. Während das Verfahren der Photogrammetrie an sich bekannt ist, z.B. aus der Vermessung antiker und/oder denkmalgeschützter Gebäude, und daher in seinen Einzelheiten nicht erklärungsbedürftig ist, wird betont, dass die Erstellung einer Vielzahl von Messungen einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau, die jeweils die dreidimensionale Lage einzelner Punkte der Außenanlage beschreiben, mittels Photogrammetrie nicht bekannt ist. Das Erstellen einer Mehrzahl von Photos der Außenanlage 2 und das anschließende Verarbeiten dieser Photos mittels Photogrammetrie ermöglicht das Erzeugen einer sogenannten Punktwolke für die Außenanlage 2. Der Begriff Punktwolke ist eine alternative Bezeichnung für die Vielzahl der bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen, die jeweils die dreidimensionale Lage eines Punktes beschreiben.
Die Auflösung der Kamera und der Abstand zwischen Kamera und den jeweils aufgenommenen Bereichen der Außenanlage 2 können so gewählt werden, dass nach Durchführung des Photogrammetrie-Verfahrens zwischen 5.000 und 50.0000, insbesondere zwischen 10.000 und 20.000 Messungen pro Quadratmeter der Außenanlage vorliegen. Es ist festgestellt worden, dass ab 5.000 Messungen pro Quadratmeter eine große Mehrheit der im Straßen- und Landschaftsbau vorkommenden Konturen zuverlässig erkannt werden kann und dass ab 10.000 Messungen pro Quadratmeter eine sehr große Mehrheit der im Straßen- und Landschaftsbau vorkommenden Konturen zuverlässig erkannt werden kann.
Die Messungen folgen keinem vorher festgelegten Muster und beinhalten keine deterministisch vorausgewählten Punkte. Im Gegenteil, jede einzelne Messung betrifft einen zufällig gewählten Punkt. Welcher Punkt tatsächlich Teil der Punktwolke wird, ergibt sich aus der zufälligen Orientierung der Kamera und dem zufälligen Zeitpunkt der Aufnahme der Bildes beim Begehen der Außenanlage 2.
2C zeigt dieselbe Außenanlage 2 wie 2A und 2B. In dem Beispiel von 2C ist der Benutzer 10 mit einer Videokamera gezeigt. Die Videokamera 14 ist eine weitere Möglichkeit, eine Mehrzahl von Aufnahmen der Außenanlage 2 zu machen. Insbesondere werden durch eine Videokamera die Mehrzahl von Aufnahmen automatisch kontinuierlich erstellt. Die Gesamtheit bzw. die relevanten Teile der Außenanlage 2 können durch Schwenken der Videokamera 14 und/oder durch ein Bewegen des Benutzers 10 über die Außenanlage 2 erstellt werden. Allgemein können die Mehrzahl der Aufnahmen der Außenanlage 2 auf jede geeignete Weise erstellt werden. Eine weitere Möglichkeit ist ein Überfliegen der Außenanlage 2, z.B. mittels einer mit einer Kamera ausgestatteten Drohne.
2D zeigt dieselbe Außenanlage 2 wie 2A bis 2C. In dem Beispiel der 2D hält der Benutzer 10 eine Laser-Scan-Vorrichtung 16. Die Laser-Scan-Vorrichtung 16 ist in der Lage, aus der Laufzeit des Laserstrahls den Abstand zu den einzelnen Punkten der Außenanlage 2 zu messen und somit eine den Abstand zu vielen Punkten der Außenanlage 2 zu ermitteln. Aus der Orientierung des Lasers und der Position der Laser-Scan-Vorrichtung 16 kann somit eine Punktwolke der Außenanlage 2 erstellt werden. Auch hier gilt, dass die Punktwolke durch Aufstellen der Laser-Scan-Vorrichtung an verschiedenen Stellen der Außenanlage 2 und Messen von verschiedenen Positionen vollständiger und zuverlässiger erstellt werden kann. Die durch das Laser-Scan-Verfahren erhaltenen dreidimensionalen Koordinaten können durch Farbwerte ergänzt werden, welches beispielsweise parallel mittels einer Photokamera ermittelt werden. Somit kann über ein Laser-Scan-Verfahren, zusammen mit einer Korrelation der Punkte mit weiteren Aufnahmen, eine Punktwolke mitsamt Farbinformation erstellt werden.
Mittels einer Stabkonstruktion wie der von 2D kann auch eine 360°-Kamera gehalten werden, mit Hilfe derer eine komplette Aufnahme der Außenanlage 2 gemacht werden kann. Je nach der Art der Außenanlage bzw. je nach Vorhandensein von von einem Aufnahmepunkt aus gesehen versteckten Objekten kann es gewünscht bzw. sogar nötig sein, Aufnahmen aus verschiedenen Blickwinkeln bzw. von verschiedenen Positionen zu machen. Die Kamera kann auf dem Stab mittels eines Gimbal befestigt sein, der stets für eine waagerechte Position der Kamera sorgt.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm des Schritts des Bestimmens der Konturen der Objekte innerhalb der Außenanlage, wie er in beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden kann, insbesondere wie er in dem Verfahren gemäß 1 als Schritt 200 verwendet werden kann. Die Gesamtheit der in 3 gezeigten Schritte kann somit auch als Schritt 200 des Bestimmens der Konturen innerhalb der Außenanlage bezeichnet werden. In 4 werden Zwischenergebnisse der Schritte gemäß 3 beispielhaft mit Bezug auf eine weitere beispielhafte Parkanlage 2 in Aufsicht illustriert.
Wie oben bereits beschrieben, ist die Eingangsgröße zu Schritt 200 die Vielzahl von bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen. In Schritt 210 wird für jede der Vielzahl von Messungen der Normalenvektor bestimmt. Dazu wird für jede der Vielzahl von Messungen eine Menge an Nachbarpunkten selektiert, z.B. die Menge der 50 nächstliegenden Punkte zu dem gegebenen Punkt bestimmt. Durch diese Menge an Nachbarpunkten wird eine Ebene gelegt. Diese Ebene kann bestimmt werden als diejenige Ebene, die den summierten Abstand aller Punkte der Untermenge von der Ebene minimiert. Der Normalenvektor dieser Ebene wird als Normalenvektor für die gegebene Messung festgelegt. Auf diese Weise lassen sich für alle der Vielzahl von Messungen jeweilige Normalenvektoren bestimmen. Es wird betont, dass es auch möglich ist, den Normalenvektor oder gleichbedeutende Informationen für einen gegebenen Punkt der Außenanlage aus der Punktwolke auf andere geeignete Art und Weise zu gewinnen bzw. zu schätzen.
In Schritt 220 werden die Vielzahl von Messungen in Gruppen gleichmäßiger Orientierung eingeteilt. In anderen Worten, es werden an Hand der Normalenvektoren Punktgruppen gebildet, die sich durch recht gleichförmige Normalenvektoren auszeichnen. Insbesondere werden Messungen einer Gruppe zugeordnet, wenn ihre Normalenvektoren zueinander einen Winkel haben, der kleiner als ein vorbestimmter Winkelgrenzwert ist. Im vorliegenden Beispiel kann der vorbestimmte Winkelgrenzwert 14° sein. Das Aufteilen der Messungen in Gruppen gleichmäßiger Orientierung kann auch als Segmentierung der Punktwolke bezeichnet werden. Man kann auch sagen, dass eine segmentierte Punktwolke über die Differenzierung der Messungen gemäß ihrer Flächennormalen erreicht wird.
Es ist weiterhin möglich, dass in Schritt 220 zusätzlich zu der Differenzierung an Hand der Normalenvektoren eine Differenzierung gemäß der Farbe der Außenanlage an den einzelnen Punkten stattfindet. Zum Beispiel können Messungen verschiedenen Gruppen zugeordnet werden, wenn ihr chromatischer Abstand einen vorbestimmten Abstandsgrenzwert überschreitet. Zum Beispiel können Messungen verschiedenen Gruppen zugeordnet werden, wenn der euklidische Abstand im RGB-Raum über einem vorbestimmten Abstandsgrenzwert liegt. Ein beispielhafter vorbestimmter Abstandsgrenzwert ist 17, wobei der Abstand berechnet wird gemäß der Formel: Wurzel((R1-R2)^2 + (G1-G2)^2 + (B1-B2)^2), wobei die Werte R1, R2, G1, G2, B1, B2 die RGB-Werte von zwei Punkten auf der in der Computertechnik üblichen Skala von 0 bis 255 darstellen. Der vorbestimmte Abstandsgrenzwert kann von 17 verschieden sein und jeden geeigneten Wert annehmen. Der vorbestimmte Abstandsgrenzwert kann zwischen 10 und 30 sein, insbesondere zwischen 15 und 20 sein, oder einen anderen geeigneten Wert annehmen. Somit können die Messungen durch den Schritt 220 in Punktgruppen eingeteilt werden, die über ihre Normalenvektoren und/oder über ihre Farben segmentiert sind.
Solche Punktgruppen sind in 4A für eine beispielhafte Parkanlage 2 in verschiedenen Graustufen dargestellt. Insbesondere stellen benachbarte Bereiche unterschiedlicher Graustufen verschiedene Punktgruppen dar. Bei den verschiedenen Punktgruppen handelt es sich um unterschiedliche Objekte der Parkanlage 2. Beispielhaft sei auf einen ersten gepflasterten Bereich 60, einen zweiten gepflasterten Bereich 62, einen dritten gepflasterten Bereich 64, einen Randsteinbereich 66, eine Rasenfläche 80, einen Steingarten 82, und eine Heckenanordnung 84 verwiesen. All diese Bereiche gehören zu verschiedenen Punktgruppen, z.B. weil sie eine unterschiedliche räumliche Ausrichtung als die benachbarten Bereiche haben oder weil es eine Stufe bzw. Schräge zwischen dem genannten Bereichen gibt, die eine Gruppierung mit dem benachbarten Bereich aufgrund der Normalenvektoren verhindert. Wie oben ausgeführt, ist es auch möglich, dass die genannten Bereiche durch ihre Farbgebung unterschieden werden und so unterschiedlichen Punktgruppen zugeordnet werden.
Wie in 3 gezeigt, folgt auf den Schritt 220 der Schritt 230, nämlich das Identifizieren der Umfangspunkte in den jeweiligen Punktgruppen. Dies kann über jegliches geeignete Verfahren erfolgen, z.B. über ein Identifizieren eines Mittel- oder Schwerpunkts der jeweiligen Punktgruppe und über die relative Lage eines jeden Punktes zu dem Mittel- bzw. Schwerpunkt. Es wird betont, dass die Umfangspunkte, d.h. die die jeweiligen Objekte begrenzenden Punkte, auf jede geeignete Art und Weise identifiziert werden können. Beispielsweise kann auch das an sich bekannte Verfahren der Bestimmung der konkaven Hülle verwendet werden. Das Ergebnis von Schritt 230 ist in 4B gezeigt, wo die Umfangspunkte der oben beschriebenen Bereiche 60, 62, 64, 66, 80, 82 und 84 als Kreise illustriert sind.
Nach Schritt 230 werden in Schritt 240 die Nicht-Umfangspunkte eliminiert. Somit sind aus der ursprünglichen, umfassenden Punktwolke nur noch die für die Konturen der einzelnen Objekte relevanten Punkte vorhanden. Das Ergebnis von Schritt 240 ist in 4C illustriert.
Nachfolgend auf Schritt 240 werden in Schritt 250 Verbindungslinien entlang der Umfangspunkte erstellt. Insbesondere werden benachbarte Umfangspunkte einer gegebenen Punktgruppe, d.h. eines gegebenen Objekts der Außenanlage, miteinander mittels Verbindungslinien verbunden. In anderen Worten, zwischen benachbarten Umfangspunkten eines Objekts werden Verbindungslinien erstellt. Verbindungslinien können z.B. jeweils durch Anfangs- und Endpunkt definiert sein oder durch Anfangspunkt, Länge und Richtung definiert sein oder auf jegliche andere geeignete Art definiert sein. Gegenüber den vorher beschriebenen Punktgruppen sind die einzelnen Objekte nun durch eine Vielzahl von Verbindungslinien bestimmt. Das Ergebnis des Schritts 250 ist in 4D für die beispielhafte Parkanlage 2 der 4 veranschaulicht.
Im nachfolgenden Schritt 260 werden die Konturen der Objekte an Hand der Verbindungslinien bestimmt. Insbesondere werden die Konturen der einzelnen Objekte bestimmt als die jeweiligen Kombinationen aller zu dem jeweiligen Objekt gehörenden Verbindungslinien. Das Ergebnis sind im Regelfall geschlossene Polygone. Konturen im Sinne der vorliegenden Erfindung können aber auch offene Polygone sein. Das Ergebnis des Schritts 260 ist in 4E für die beispielhafte Parkanlage 2 der 4 veranschaulicht.
Somit ist das Ergebnis des Schritts 200 eine Beschreibung der Konturen der Objekte der Außenanlage, wie in 4E graphisch veranschaulicht. Die Konturen der Objekte der Außenanlage sind aus der Vielzahl von bezüglich der Außenanlage genommenen Messungen automatisiert bestimmt worden.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm des Schritts des Bestimmens des Aufmaßes von Objekten der Außenanlage, wie er in beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden kann, insbesondere wie er in dem Verfahren gemäß 1 als Schritt 300 verwendet werden kann. Die Gesamtheit der in 5 gezeigten Schritte kann somit auch als Schritt 300 des Bestimmens des Aufmaßes von Objekten der Außenanlage bezeichnet werden.
In Schritt 310 werden eines oder mehrere oder alle der Objekte der Außenanlage für die Aufmaßbestimmung ausgewählt. Das Auswählen kann automatisiert erfolgen, indem z.B. eine Teilmenge der Objekte gemäß einem geeigneten Algorithmus ausgewählt wird. Das Auswählen kann aber auch über manuelle Interaktion mit dem Benutzer durchgeführt werden. Es ist z.B. möglich, dass das Verfahren dem Benutzer die mittels der Konturen identifizierten Objekte zur Auswahl bereitstellt, beispielsweise in Form eines graphischen Plans, wie in 4E illustriert, oder in Form einer Liste. Das Verfahren nimmt dann die Auswahl der Benutzers auf und markiert die vom Benutzer gewünschten Objekte als für die Aufmaßbestimmung ausgewählt.
Es ist auch möglich, dass Schritt 310 nicht vorhanden ist und dass das Verfahren das Aufmaß für alle mittels der Konturen bestimmten Objekte bestimmt. Schritt 310 kann somit komplett entfallen oder automatisiert erfolgen oder unterstützt durch Benutzerinteraktion erfolgen.
Nach Schritt 310 wird in Schritt 320 ausgewählt, ob bei den in Schritt 310 ausgewählten Objekten das Aufmaß als Längen-mäßige Erstreckung oder als Flächen-mäßige Erstreckung bestimmt werden soll. Der Schritt 320 kann automatisiert erfolgen. Das Verfahren kann an Hand eines Algorithmus festlegen, ob für das gegebene Objekt die Längen-mäßige Erstreckung oder die Flächen-mäßige Erstreckung aussagekräftiger ist. Zum Beispiel ist es möglich, dass das Verfahren für jedes Objekt die Längserstreckung bestimmt, d.h. die für das gegebene Objekt größte Erstreckung in einer Dimension bestimmt. Das Verfahren kann diese Längserstreckung in Beziehung setzen zu der Quererstreckung des Objekts in der zu der Längserstreckung orthogonalen Dimension. Wenn das Verhältnis zwischen der Längserstreckung und der Quererstreckung größer als 20 ist oder größer als 50 ist, kann das Verfahren festlegen, dass das Aufmaß als Längen-mäßige Erstreckung bestimmt wird, andernfalls als Flächen-mäßige Erstreckung. Es wird betont, dass die genannten Werte für das Verfahren rein beispielhaft sind und an den konkreten Anwendungsfall angepasst sein können.
Es ist möglich, dass auch der Schritt 320 unterstützt durch Benutzerinteraktion stattfindet. Zum Beispiel kann das Verfahren einem Benutzer eine Übersicht über die in Schritt 310 ausgewählten Objekte bereitstellen, beispielsweise als Planmäßige Darstellung oder als Liste. Das Verfahren kann dem Benutzer weiterhin die Möglichkeit geben, für jedes der genannten Objekte auszuwählen, ob das Aufmaß als Längen-mäßige Erstreckung oder als Flächen-mäßige Erstreckung bestimmt werden soll. Das Verfahren nimmt dann die Auswahl der Benutzers auf und weist jedem Objekt die jeweilige Auswahl der Benutzers zu.
6 veranschaulicht die Auswahl der Art des Aufmaßes für die beispielhafte Parkanlage 2 der 4. Für die Heckenanordnung 84 ist die Bestimmung des Aufmaßes als Längen-mäßige Erstreckung ausgewählt worden, weshalb die Heckenanordnung in 6 mit Bezugszeichen 84-L versehen ist. Für den Randsteinbereich 66 ist ebenfalls die Bestimmung des Aufmaßes als Längen-mäßige Erstreckung ausgewählt worden, weshalb der Randsteinbereich in 6 mit Bezugszeichen 66-L versehen ist. Für die anderen Objekte, d.h. für den ersten gepflasterten Bereich 60, den zweiten gepflasterten Bereich 62, den dritten gepflasterten Bereich 64, die Rasenfläche 80 und den Steingarten 82 ist die Bestimmung des Aufmaßes als Flächen-mäßige Erstreckung ausgewählt worden. Die Bezugszeichen dieser Objekte sind daher mit dem Zusatz „-F“ in 6 gekennzeichnet.
Nach dem Schritt 320 wird in Schritt 330 das Aufmaß der in Schritt 310 ausgewählten Objekte bestimmt. Auf Basis der in Schritt 320 getroffenen Auswahl der Art der Aufmaßes wird in Schritt das Aufmaß für die jeweiligen Objekte berechnet. Für den Randsteinbereich, in 6 mit Bezugszeichen 66-L versehen, wird das Aufmaß als eindimensionale Länge bestimmt. Für die Heckenanordnung, in 6 mit Bezugszeichen 84-L versehen, wird das Aufmaß als Längen-mäßige Erstreckung unter Einbeziehung der auf der linken Seite in 6 gezeigten Abwinkelung bestimmt. Das Aufmaß kann entlang einer Mittellinie von der Mitte von dem in 6 rechts von oben nach unten gezeichneten Konturbereich bis zu der Mitte von dem in 6 links von links nach rechts gezeichneten Konturbereich der Heckenanordnung bestimmt werden. Die Mittellinie ist in 6 als Strichlinie 84-M eingezeichnet. Für die anderen Objekte wird das Aufmaß als Flächen-mäßige Erstreckung innerhalb der in Schritt 200 bestimmten und in 4E sowie 6 gezeigten Konturen bestimmt. Für die Bestimmung der Flächen-mäßigen Erstreckung innerhalb der bestimmten Konturen kann z.B. das Gauss-Elling-Verfahren verwendet werden.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt einer Außenanlage im Landschafts- oder Straßenbau gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren gemäß 7 weist die gleichen Schritte 100, 200 und 300 wie das Verfahren gemäß 1 auf. Für die Beschreibung der Schritte 100, 200 und 300 wird auf die obige Beschreibung der 1, 3 und 5 verwiesen.
Zusätzlich weist das Verfahren gemäß 7 den weiteren Schritt 400 auf. In Schritt 400 werden die Objekte, für die in Schritt 300 das Aufmaß bestimmt worden ist, mit Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten verknüpft. Das Verknüpfen mit Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten kann automatisiert oder unterstützt durch Benutzerinteraktion erfolgen.
Die automatisierte Verknüpfung mit Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten kann folgendermaßen ablaufen. Für ein gegebenes Objekt können die Messungen und/oder aus den Messungen abgeleitete Größen, wie z.B. Streuung der Messungen gegenüber einer Referenzebene, Streuung der Normalenvektoren, Farbstreuung, etc., analysiert und mit Referenzmessungen verglichen werden. Die Referenzmessungen können ebenfalls „Rohmessungen“ sein und/oder aus früheren Messungen abgeleitete Größen beinhalten. Die Referenzmessungen können zum Vergleich in einer Datenbank vorgehalten werden. Durch Vergleich der Messungen und/oder der aus den Messungen abgeleiteten Größen mit den Referenzmessungen kann bestimmt werden, um welche Art von Objekt, d.h. um welche Bau-mäßige Gestaltungsvariante, es sich bei dem gegebenen Objekt handelt.
Es ist auch möglich, dass die Verknüpfung mit Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten durch einen Benutzer unterstützt stattfindet. Das Verfahren kann die Objekte der Außenanlage, für die in den vorherigen Schritten die Konturen bestimmt worden sind und das Aufmaß bestimmt worden ist, dem Benutzer ausgeben. Die Objekte können dem Benutzer graphisch in Form eines Plans, wie z.B. in 4E illustriert, oder in Form einer Liste ausgegeben werden. Der Benutzer kann dann ein Objekt auswählen, für das eine Verknüpfung mit einer Bau-mäßigen Gestaltungsvariante durchgeführt werden soll. Es ist auch möglich, dass dem Benutzer durch das Verfahren nacheinander nach dem Zufallsprinzip oder nach der geometrischen Anordnung der Objekte in der Außenanlage die einzelnen Objekte für die Verknüpfung ausgegeben werden.
Zu einem gegebenen Objekt kann das Verfahren dem Benutzer eine Liste von Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten ausgeben. Der Benutzer kann für das gegebene Objekt aus der Liste eine bestimmte Bau-mäßige Gestaltungsvariante auswählen. Anders ausgedrückt, das Verfahren kann von dem Benutzer eine Auswahl einer bestimmten Bau-mäßigen Gestaltungsvariante für ein gegebenes Objekt empfangen. Das Verfahren verknüpft auf Basis der Benutzer-Auswahl das gegebene Objekt mit der bestimmten Bau-mäßigen Gestaltungsvariante. Je nach Anwendungsfall kann die ausgewählte Bau-mäßige Gestaltungsvariante der tatsächlichen, in der Außenanlage vorhandenen Bau-mäßigen Gestaltungsvariante entsprechen, z.B. zu Zwecken der Wartung / Pflege oder Neu-Erstellung oder Dokumentation des gegebenen Objekts. Es ist aber auch möglich, dass die ausgewählte Bau-mäßige Gestaltungsvariante von der momentan in der Außenanlage vorhandenen Bau-mäßigen Gestaltungsvariante verschieden ist, z.B. zu Zwecken der Planung einer Ersetzung einer momentan vorhandenen Bau-mäßigen Gestaltungsvariante durch eine andere Bau-mäßige Gestaltungsvariante, z.B. konkret zu Zwecken der Planung einer Ersetzung einer Rasenfläche durch einen Steingarten.
Für einige der in 4 und 6 beispielhaft gezeigten Objekte der dortigen Parkanlage 2 werden im Folgenden beispielhafte Verknüpfungen mit Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten beschrieben.
Der erste gepflasterte Bereich 60 wird mit einer bestimmten Pflaster-Belag-Ausführung verknüpft, z.B. mit einer Ausführung mit Pflastersteinen eines bestimmtem Materials und einer bestimmten Größe. Die bestimmte Pflaster-Belag-Ausführung entspricht der tatsächlich in der Parkanlage 2 vorhandenen Bau-mäßigen Gestaltungsvariante. Die bestimmte Pflaster-Belag-Ausführung hat als Attribut den Reinigungsmittelbedarf pro Quadratmeter. Das Aufmaß des ersten gepflasterten Bereichs wird im Zuge der Verknüpfung mit dem Reinigungsmittelbedarf pro Quadratmeter multipliziert. Das Ergebnis ist der Gesamtbedarf an Reinigungsmittel, der für die Reinigung des ersten gepflasterten Bereichs 60 nötig ist.
Dieser Wert erlaubt eine hochgenaue Planung der Reinigung des ersten gepflasterten Bereichs im Rahmen einer Wartung der Parkanlage 2.
Die Heckenanordnung 84 wird in dem vorliegenden Beispiel mit der Bau-mäßigen Gestaltungsvariante einer Zypressen-Hecke verknüpft. In dem vorliegenden Beispiel sollen die Pflanzen der Heckenanordnung 84 durch eine neue Hecke ersetzt werden, so dass das vorliegende Verfahren zur Planung der Neuerstellung der Heckenanordnung 84 ausgelegt ist. Insbesondere wird das Aufmaß der Heckenanordnung 84, d.h. die Längen-mäßige Erstreckung der Heckenanordnung 84, mit den folgenden Attributen der Bau-mäßigen Gestaltungsvariante Zypressen-Hecke multipliziert: Anzahl der Pflanzen pro Meter, Gewicht der Pflanzen pro Meter, Volumen an benötigter Erde zum Einpflanzen pro Meter, Gewicht an benötigter Erde zum Einpflanzen pro Meter, Kosten der Pflanzen pro Meter, Kosten der Erde pro Meter, Zeitbedarf zum Einpflanzen pro Meter. Als Ergebnis der Verknüpfung mit der Bau-mäßigen Gestaltungsvariante gibt das Verfahren somit sehr genaue Werte für die Planung der Neuerstellung der Hecke bezüglich Materialaufwand, Transportgewicht, Kosten und Zeitaufwand aus. Die Planung für die Neuerstellung der Hecke wird somit stark vereinfacht, wobei eine hohe Planungsgenauigkeit möglich gemacht wird.
Der dritte gepflasterte Bereich 64 wird in dem vorliegenden Beispiel mit einer speziellen Verbundsteinanordnung als Bau-mäßige Gestaltungsvariante verknüpft. Die spezielle Verbundsteinanordnung entspricht der momentan in der Parkanlage 2 in dem dritte gepflasterten Bereich 64 vorhandenen Bodengestaltung. Das Aufmaß des dritten gepflasterten Bereichs 64, d.h. die Flächen-mäßige Erstreckung des dritten gepflasterten Bereichs 64, wird mit den folgenden Attributen der speziellen Verbundsteinanordnung multipliziert: Anzahl der Verbundsteine pro Quadratmeter, Kiesvolumen als Unterbau für die Verbundsteine pro Quadratmeter, Fugenmaterial pro Quadratmeter, Transportgewicht für Summe aller Materialien pro Quadratmeter, Kosten für Summe aller Materialien pro Quadratmeter, Bauzeit pro Quadratmeter. Auf diese Weise wird für den dritten gepflasterten Bereich 64 ein vollständiger Überblick über die Bau-mäßige Gestaltungsvariante erstellt. Dieser Überblick kann zum Beispiel zur Dokumentation oder zur Planung einer Erneuerung oder zur Referenz für andere Bauvorhaben genutzt werden.
Das oben beschriebene Verfahren kann auf jeder geeigneten Vorrichtung ausgeführt werden, die in der Lage ist, die oben genannten Schritte des Bestimmens der Konturen innerhalb der Außenanlage und des Bestimmens des Aufmaßes der Objekte der Außenanlage durchzuführen. Insbesondere kann die Vorrichtung ein stationärer oder tragbarer Computer, ein Tablet, ein Mobiltelephon, etc. sein. Für die Durchführung einzelner Schritte kann die Vorrichtung als zusätzliche Komponente eine Kamera oder ein Laser-Scan-Gerät aufweisen. Die Aufnahmen bzw. Messungen der Kamera bzw. des Laser-Scan-Geräts können auf jede geeignete Weise auf den Computer bzw. das Tablet bzw. das Mobiltelephon bzw. jedes andere geeignete Gerät übertragen werden, insbesondere drahtlos oder drahtgebunden, direkt oder über ein verteiltes Netzwerk. Das oben beschriebene Verfahren kann insbesondere als Computerprogramm auf einer der oben genannten Vorrichtungen implementiert sein. Das Computerprogramm kann über eine geeignete Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle mit einem Benutzer kommunizieren, der so Einfluss auf die Durchführung des Verfahrens nehmen kann.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Die Erfindung soll nicht durch die beschriebenen spezifischen Ausführungsformen beschränkt sein. Vielmehr enthält sie alle Ausführungsformen, die unter die angehängten Patentansprüche fallen.

Claims

Verfahren zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) einer Außenanlage (2) im Landschafts- oder Straßenbau, aufweisend die Schritte: auf Basis einer Vielzahl von bezüglich der Außenanlage (2) genommenen Messungen, wobei jede der Messungen die dreidimensionale Lage eines Punktes der Außenanlage beschreibt, Bestimmen (200) von Konturen innerhalb der Außenanlage (2); und Bestimmen (300) des Aufmaßes des mindestens einen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) als eine Längen-mäßige Erstreckung oder eine Flächen-mäßige Erstreckung entlang bzw. innerhalb der bestimmten Konturen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von bezüglich der Außenanlage (2) genommenen Messungen mindestens 5000 Messungen pro m², insbesondere mindestens 10000 Messungen pro m², aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielzahl der Messungen eine zumindest teilweise zufällig gewählte Vielzahl von Punkten der Außenanlage (2) betrifft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Bestimmens von Konturen innerhalb der Außenanlage (2) den folgenden Schritt beinhaltet: für mindestens eine Teilmenge der Vielzahl von Messungen und/oder für eine Vielzahl von aus den Messungen interpolierten Punkten, Bestimmen (210) des Normalenvektors der Außenanlage an dem gemessenen bzw. interpolierten Punkt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Bestimmens von Konturen innerhalb der Außenanlage (2) weiterhin den folgenden Schritt beinhaltet: Gruppieren (220) von Messungen in Gruppen gleichmäßiger Orientierung, deren Normalenvektoren zueinander einen Winkel haben, der kleiner als ein vorbestimmter Winkelgrenzwert ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der vorbestimmte Winkelgrenzwert zwischen 10° und 18°, insbesondere zwischen 12° und 16°, weiter insbesondere 14° ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede der Messungen neben der dreidimensionalen Lage eines Punktes der Außenanlage (2) die Farbe der Oberfläche der Außenanlage (2) an dem Punkt der Außenanlage (2) beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Bestimmens von Konturen innerhalb der Außenanlage (2) den folgenden Schritt beinhaltet: Gruppieren von Messungen in Gruppen gleichmäßiger Farbgebung, deren Farben der Oberfläche zueinander einen chromatischen Abstand haben, der kleiner als ein vorbestimmter Abstandsgrenzwert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl der Messungen durch ein Photogrammetrie-Verfahren und/oder durch ein Laser-Scan-Verfahren erhaltene Messungen sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend die Schritte: Erstellen einer Mehrzahl von Photos der Außenanlage (2), insbesondere kontinuierliches Photographieren der Außenanlage während einer Bewegung durch bzw. über die Außenanlage, und Erstellen der Vielzahl von Messungen durch Überlagern der Mehrzahl von Photos.
Verfahren nach Anspruch 10, weiterhin aufweisend die Schritte: Auslegen von Passobjekten (20) bekannter Form und Größe in der Außenanlage (2), wobei das Auslegen vor dem Erstellen der Mehrzahl von Photos durchgeführt wird, und Skalieren der Vielzahl von Messungen mittels der in der Mehrzahl von Photos aufgenommenen Passobjekte (20).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Auslegen von Passobjekten (20) ein Platzieren der Passobjekte in im Wesentlichen ebenen und waagerechten Gebieten der Außenanlage (2) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend den Schritt: für ein gegebenes Objekt (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) der Außenanlage (2), Identifizieren einer Bau-mäßigen Gestaltungsvariante des gegebenen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) durch Vergleich der mit dem gegebenen Objekt der Außenanlage assoziierten Messungen mit für eine Mehrzahl von Bau-mäßigen Gestaltungsvarianten vorhandenen Referenzmessungen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend den Schritt: Verknüpfen des mindestens einen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) mit mindestens einer Bau-mäßigen Gestaltungsvariante, wobei das Aufmaß eines gegebenen Objekts mit mindestens einem Attribut der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die mindestens eine Bau-mäßige Gestaltungsvariante mindestens eines der folgenden Attribute hat: Menge an Oberflächenmaterial pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Menge an Unterbaumaterial pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Menge an Hilfsmaterial pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Verschnitt pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Transportgewicht pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Maschineneinsatzdauer pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, und Bauzeit pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, wobei das Aufmaß des gegebenen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) mit mindestens einem der genannten Attribute der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante zur Planung der Erstellung des gegebenen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) multipliziert wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die mindestens eine Bau-mäßige Gestaltungsvariante mindestens eines der folgenden Attribute hat: Menge von Reinigungsmittel pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, Menge von Pflegemittel pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, und Reinigungs- bzw. Pflegezeit pro Längen-Einheit bzw. pro Flächen-Einheit, wobei das Aufmaß des gegebenen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) mit mindestens einem der genannten Attribute der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante zur Wartung des gegebenen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) multipliziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, weiterhin aufweisend den Schritt: Anpassen des Werts der Multiplikation des Aufmaßes des gegebenen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) mit dem mindestens einem Attribut der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante gemäß der Krümmung von einer oder mehreren Konturen des gegebenen Objekts.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, weiterhin aufweisend die Schritte: Bestimmen der Neigung des gegebenen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) gegenüber einer waagerechten Ebene, und Anpassen des Werts der Multiplikation des Aufmaßes des gegebenen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) mit dem mindestens einen Attribut der verknüpften Bau-mäßigen Gestaltungsvariante gemäß der Neigung des gegebenen Objekts (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend den Schritt: Erstellen eines Plans der Außenanlage (2) auf Basis der bestimmten Konturen, wobei das Verfahren insbesondere weiterhin den Schritt des Anzeigens des Plans der Außenanlage (2) umfasst.
Computerprogrammprodukt sowie Computerprogramm zur Ausführung eines Verfahrens zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) einer Außenanlage (2) im Landschafts- oder Straßenbau, das so ausgebildet ist, dass ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 ausführbar ist.
Vorrichtung zur Bestimmung des Aufmaßes von mindestens einem Objekt (60, 62, 64, 66, 80, 82, 84) einer Außenanlage (2) im Landschafts- oder Straßenbau, wobei die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 eingerichtet ist.