EP2952024A2 - Inspektionskameraeinheit, verfahren zur inspektion von innenräumen sowie sensoreinheit - Google Patents

Inspektionskameraeinheit, verfahren zur inspektion von innenräumen sowie sensoreinheit

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EP2952024A2
EP2952024A2 EP14708813.2A EP14708813A EP2952024A2 EP 2952024 A2 EP2952024 A2 EP 2952024A2 EP 14708813 A EP14708813 A EP 14708813A EP 2952024 A2 EP2952024 A2 EP 2952024A2
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EP
European Patent Office
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inspection
camera
referencing
inspection camera
data
Prior art date
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Ceased
Application number
EP14708813.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Anko BÖRNER
Sergey Zuev
Denis GREISSBACH
Dirk BAUMBACH
Maximilian Buder
Andre CHOINOWSKI
Marc WILKEN
Christian CABOS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dnv Gl Se
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Dnv Gl Se
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Publication date
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Priority claimed from DE102013222570.9A external-priority patent/DE102013222570A1/de
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Priority to EP17198928.8A priority Critical patent/EP3410064B1/de
Publication of EP2952024A2 publication Critical patent/EP2952024A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a surveying arrangement and a method for measuring, in particular of closed rooms.
  • Sensor systems that collect the data required for this purpose can be, for example, camera systems with an arbitrary spectral range, humidity sensors or gas sensors.
  • the data generated by these sensor systems can, however, usually only be used meaningfully and usefully if they are spatially referenced. In other words, a position, ie position and / or orientation, of the sensor system should also be known for each measurement signal.
  • a position detection by means of a GNSS ensures such spatial referencing of measurement data in outdoor areas with a position accuracy of a few centimeters, e.g. when using a differential GPS (Global Positioning System), up to a few meters.
  • the determination of an orientation is not possible with GNSS.
  • GNSS global navigation satellite system
  • operability and accuracy of the GNSS may be compromised.
  • the quality of the position measurement can be impaired by GNSS in unfavorable conditions, such as shadowing and
  • terrestrial microwave transmitter and receiver units can be used.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • Double integration can be processed to orientation and position values. This principle quickly accumulates large errors, which can only be circumvented by the use of large and expensive inertial measurement systems.
  • compass-based systems can also be used. All of these systems can be used indoors. Maps created in advance (e.g., building footprints, electric field strength maps) are often used to support the measurements.
  • the published DE 10 2011 084 690.5 describes a camera comprising at least one optical system, at least one optical detector, which is arranged in a focal plane of the optics, and an evaluation unit, wherein the camera comprises at least one light source and at least one diffractive optical element, by means of the light source, the diffractive optical element can be illuminated, so that this produces different plane waves, which are each punctiform imaged by the optics on the optical detector and through the evaluation are evaluated at least for geometric calibration, and a method for geometrical calibration of a camera.
  • the technical problem is to provide a surveying arrangement and a method for surveying, which simplify a spatial referencing of measurement data and enable a temporally fast spatial referencing, wherein a-priori knowledge, e.g. in the form of maps or additional infrastructure, is not necessary.
  • a-priori knowledge e.g. in the form of maps or additional infrastructure
  • a surveying arrangement both a sensory system for generating measured data and at least two position detection systems for generating position and / or
  • Surveying arrangement detects its own position and orientation in a relative coordinate system whose origin is e.g. can be adjusted by a user.
  • the measurement data is stored referenced to local position and / or orientation data of the attitude detection systems detected in this relative coordinate system.
  • a layer at least partially describes a position and / or an orientation of an object.
  • a position can be described by three translation parameters, for example. For example,
  • translational parameters may include an x parameter, a y parameter, and a z parameter in a Cartesian coordinate system.
  • Orientation can be described, for example, by three rotation parameters.
  • rotation parameters may include a rotation angle ⁇ about an x-axis, a rotation angle ⁇ about ay-axis, and a rotation angle ⁇ about a z-axis of the Cartesian Coordinate System.
  • a layer can include up to 6 parameters.
  • Proposed is a surveying arrangement, wherein the
  • Surveying arrangement can also be referred to as surveying system.
  • the surveying arrangement is used in particular for the measurement of enclosed spaces, in particular for the measurement of ship halls, mines, buildings and tunnels. Alternatively or cumulatively, the
  • the surveying arrangement comprises at least one sensory system for generating measured data.
  • the sensory system may be, for example, a camera system for generating camera images, a humidity sensor or a gas sensor. Of course, other sensory systems can be used.
  • the surveying arrangement comprises a first unreferenced
  • Position detection system for generating first position and / or
  • Positioning system for generating second position and / or
  • Positioning system based on independent physical measuring principles. This advantageously allows for improved redundancy and increased accuracy in the detection of position and / or orientation information.
  • the term "unreferenced” here means that the generated position and / or orientation data are determined exclusively relative to a system coordinate system of the position detection systems or relative to a common coordinate system of the position detection systems, wherein the common coordinate system is stationary and rotationally fixed with respect to the surveying arrangement.
  • the first position and / or orientation data relative to a system coordinate system of the first position detection system can be determined.
  • the second position and / or orientation data can also be determined in a system-specific coordinate system of the second position detection system.
  • unreferenced position detection system no clear detection of the position and / or orientation, e.g. in a global coordinate system. This means that at least one parameter is needed for a clear and complete description of the situation, ie the position and / or
  • Orientation is necessary, can not be detected or determined by means of the unreferen instancee position detection system.
  • Orientation can be a unique spatial referencing in a parent, e.g. global, coordinate system the capture or determination of three positional and three orientation parameters in this parent
  • tilt sensors may be two
  • Orientation angle and magnetic sensors spatially referenced an orientation angle to capture a world-fixed coordinate system. Unreferenced also means that no spatial reference to a previously known spatial map is known. For example, a position may refer to a Cartesian
  • Coordinate system can be determined with three linearly independent axes. In this way, the position detection system allows the detection of a movement with three translational degrees of freedom.
  • orientation data can be determined as the angle of rotation about the three axes of the Cartesian coordinate system, for example according to the so-called yaw pitch-roll convention (yaw-nick-roll angle convention).
  • yaw pitch-roll convention yaw-nick-roll angle convention
  • an origin of the coordinate system may be e.g. be set when switching on the position detection system, ie at the beginning of a power supply, or at the beginning of a measurement process or when generating an initialization signal. This means that at one of the previously explained times current position and / or
  • Orientation coordinates are reset or zeroed, and subsequently all detected position and / or orientation data are determined relative to the set origin of the coordinate system. Furthermore, the surveying arrangement comprises at least one
  • the position and / or orientation information may take the form of
  • the position and / or orientation information can also be processed by already processed output signals of the be unreferenced position detection systems, the processed output signals in turn encode a position and / or orientation exclusively referenced to the / the native coordinate system (s) or to a common measurement arrangement fixed coordinate system or represent.
  • the measured data and the temporally corresponding first and / or second unprocessed position and / or orientation data can be stored referenced to one another.
  • the described surveying arrangement can be portable, in particular portable by a human user.
  • Positioning device for example, on a vehicle, in particular on a robot mountable form.
  • the proposed surveying arrangement advantageously allows a spatial referencing of measured data even in enclosed spaces, in particular in interiors of, for example, industrial plants, buildings or ships. Since the spatial referencing is independent of a global coordinate system, such as a coordinate system of a GNSS, and also independent of other additional arrangements, such as installed in the rooms transmitters, resulting in an advantageous manner a simple and inexpensive surveying.
  • the use of at least two position detection systems advantageously increases the availability of position and / or position
  • Orientation information and increased accuracy of the position and / or orientation information Is e.g. a position detection by means of one of the at least two position detection systems not possible, e.g. due to external conditions or in case of failure of the position detection system, so position and / or orientation data or information of the remaining position detection system are still available.
  • the data stored by the surveying arrangement allow navigation in already measured rooms at a later time. Also, the data for the creation or comparison of investment orCloud Inc. Serve ship models.
  • the surveying arrangement comprises a computing device, wherein the first and the second position and / or orientation data can be fused to resulting position and / or orientation data by means of the computing device. The resulting position and / or orientation data may then be e.g. represent the previously explained position and / or orientation information.
  • Positioning system are converted into the native coordinate system of the other position detection system. For this it is necessary that a mapping rule for such a conversion is already known. In other words, this means that the native coordinate systems of the position detection systems are registered with each other.
  • both the first and the second position and / or orientation data are converted into a common coordinate system of the surveying arrangement.
  • the coordinate system of the surveying arrangement denotes a respect to the
  • the first is unreferenced
  • Position detection system as optical position detection system and the at least second unreferenized position detection system as inertial
  • a position change and / or orientation change is optically detected, e.g. image-based, recorded.
  • one or more inertial sensors are used to detect acceleration and / or spin rates. If e.g. Detected accelerations, so a current position can be determined on the basis of an already traveled path, wherein the distance covered by e.g. Double integration of the detected accelerations results. If a rate of rotation is detected, then a current angle, e.g. be determined by simple integration of the rotation rate.
  • Optical position detection systems usually allow a highly accurate determination of a position and / or orientation.
  • the use of the proposed position detection systems results So advantageously both high availability and high accuracy in the determination of position and / or
  • the optical position detection system is designed as a stereo camera system.
  • a stereo camera system advantageously allows a simple, image-based determination of a spatial position and / or spatial orientation of objects or persons in the detection range of the stereo camera system. For this purpose, it may be necessary to carry out the method for image-based feature or object recognition, by the corresponding, by a respective camera of the
  • Stereocamera system imaged persons or objects are detected.
  • other methods of image processing may be used to improve a determination of spatial position and / or orientation, e.g. Noise suppression techniques, segmentation techniques, and other image processing techniques.
  • temporally sequentially recorded stereo images or individual images can be used to perform a three-dimensional reconstruction, for example in a so-called structure-from-motion process.
  • the stereo camera system at least one
  • the panchromatic camera or a color camera in particular an RGB-based color camera, or an infrared camera.
  • the cameras used in the stereo camera system have different geometric, radiometric and / or spectral properties.
  • a spatial resolution and / or a spectral resolution of the cameras used may be different from each other. This results in an advantageous manner that one of the cameras, as explained in more detail below, can be used as a measuring system, for example when using a spatially high-resolution RGB camera and a spatially low-resolution panchromatic camera.
  • the surveying arrangement comprises a calibration device for calibrating the stereo camera system.
  • a geometric calibration of cameras is one
  • Calibration can also be used as a determination of parameters of an internal
  • the aim is to determine a line of sight in the camera coordinate system for each pixel of an image generated by a camera of the stereo camera system.
  • the calibration device may in this case be e.g. be formed such that a camera of the stereo camera system or all cameras of the
  • Stereo camera system optics and at least one optical detector which is arranged in a focal plane of the optics, and comprise an evaluation.
  • the camera can comprise at least one light source and at least one diffractive optical element, wherein the diffractive optical element can be illuminated by means of the light source, so that this generates different plane waves which are imaged punctiform on the optical detector by the optics and at least by the evaluation unit
  • the diffractive optical element can in this case by the optics by means of
  • the light source can be designed and aligned in such a way that it emits spherical wavefronts which pass through the optics into plane waves and strike the diffractive optical element.
  • the optical detector can be designed as a matrix sensor.
  • the at least one diffractive optical element can be integrated into the optics.
  • the diffractive optical element may be arranged on the optics.
  • the diffractive optical element can be arranged on a diaphragm of the optics.
  • the camera comprises a plurality of light sources having different emission directions.
  • the light source can be arranged in the focal plane. It is also possible that the light source comprises an optical phase whose aperture forms the light exit of the light source.
  • Diffractive optical elements are known in various embodiments, passive and active diffractive optical elements being known, the latter also being referred to as SLMs (Spatial Light Modulator).
  • SLMs can be designed, for example, as an adjustable micro-mirror array (reflective SLM) or as a transmitting or reflective liquid crystal display (liquid crystal, LC display). These can be actively controlled so that their diffraction structures can be changed over time.
  • Passive diffractive optical elements however, have a fixed diffraction pattern, which may be formed reflective or transmitiv.
  • the measuring system is simultaneously designed as an unreferenced position detection system.
  • the measuring system can be designed as a camera or camera system, which is also part of the stereo camera system.
  • the measuring system generates image data as measured data, with the generated image data simultaneously serving to provide position information.
  • other measuring systems whose
  • the surveying arrangement additionally comprises at least one further position detection system, e.g. a third position detection system.
  • the further position detection system may include, for example, a GNSS sensor or be designed as such.
  • a GNSS sensor enables position detection by receiving signals from navigation satellites and pseudolites.
  • the further position detection system can be designed as a laser scanner or comprise such a laser scanner.
  • the laser scanner can be a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional laser scanner which correspondingly permits a one-dimensional, two-dimensional or three-dimensional image of an environment of the measurement arrangement.
  • an object recognition can be carried out in the output signals generated by the laser scanner.
  • movement i. a position and / or orientation change of the surveying arrangement between two times, be determined.
  • movement i. a position and / or orientation change of the surveying arrangement between two times.
  • ICP iterative dosest point
  • the further position detection system can be designed as a magnetometer.
  • a magnetometer refers to a device for detecting a magnetic flux density. By means of a magnetometer, for example, a geomagnetic field or an overlay of the
  • the magnetometer can also be used as a position detection system.
  • a tilt sensor can be used as another position detection system.
  • An inclination sensor can detect changes in an inclination angle, for example. These changes in the angle of inclination can in turn be used as a basis for determining an orientation of the surveying arrangement. For example, the
  • Tilt sensor also detect an actual angular difference to a direction of gravitational acceleration.
  • the tilt sensor can work according to a spirit level.
  • the output signals of the previously explained position detection systems can hereby be stored separately or fused with the first and second position and / or orientation data, as explained above.
  • a method for measuring, in particular of closed rooms and / or outdoor areas with disturbed or faulty GNSS reception whereby a sensory system generates measured data. Furthermore, a first unreferenced position detection system generates first position and / or orientation data and at least one second
  • the measured data and the position and / or orientation information encoded by the first and / or second position and / or orientation data, in particular temporally corresponding to one another, are stored with reference to one another.
  • the proposed method can be advantageously used to inspect closed spaces of natural and unnatural origin, eg, caves and shafts, using reference-free attitude detection systems.
  • the registration of the used position detection systems may be necessary to each other.
  • Position detection systems and, where appropriate, the measuring system are determined in order to merge the position data and to be able to determine in a reference coordinate system. Methods are known for this referencing of the position sensors.
  • the proposed method allows the inspection of buildings as part of a facility management, e.g. in the context of
  • Noise protection measures Furthermore, the inspection of buildings within the framework of safety-relevant tasks is made possible, e.g. for use by police and fire departments. Further, an inspection of industrial equipment, e.g. of ships or tanks, possible.
  • Orientation data merged with only the coded by the fused or resulting position and / or orientation data position and / or orientation information are stored.
  • the merged position and / or orientation data can be the position and / or
  • Represent orientation information or the position and / or orientation information can be determined depending on the fused position and / or orientation data.
  • an origin of a native domain in another embodiment, an origin of a native domain
  • Unreferenced position detection system or an origin of a common Coordinate system can be initialized at the beginning of an operation of a surveying arrangement or at the beginning of a measurement or at a time of generation of an initialization signal. In this case, it is possible to initialize that current position and / or orientation information or position and / or orientation data from the time of initialization as a reference or
  • Origin coordinates are used.
  • An initialization signal can be generated, for example, by actuating a corresponding actuating device, for example a pushbutton or switch.
  • a corresponding actuating device for example a pushbutton or switch.
  • Orientation information or position and / or orientation data are converted to the newly initialized origin.
  • a user can perform a full survey and, after the measurement, the native coordinate systems in a desired position and / or
  • Coordinate system are produced.
  • the surveying arrangement can be brought into a position and / or orientation, which with respect to a desired global coordinate system, for example
  • Initialized coordinate system of the position detection systems in this position and / or orientation it can be a registration between the already generated or still to be generated position and / or Orientation information and the global coordinate system can be determined.
  • a user it is possible for a user to measure closed spaces in accordance with the invention and to move out of the closed rooms into a free space after completion of the measurement in which a position and / or orientation can be determined with sufficient accuracy, for example by means of a GNSS sensor , Further, for example by means of a GNSS sensor, then a current position and / or orientation of the surveying arrangement can be determined in a coordinate system of the GNSS.
  • the native coordinate systems of the attitude detection systems can be initialized and a conversion of the stored position and / or
  • Coordinate systems of the position detection systems are determined. Finally, it is then possible to convert the already determined position and / or orientation information or position and / or orientation information still to be determined onto the global coordinate system.
  • Coordinate systems of the position detection systems are initialized to the position and / or orientation of the object or the structure.
  • a spatial referencing of a 2D / 3D environment model which is generated as a function of the image data of the stereo camera system, can also take place.
  • Orientation information can also be a trajectory of Measurement arrangement can be determined. Thus, it is possible to display a trajectory in a 2D / 3D model at a later time.
  • the present invention further relates to an inspection camera unit with an inspection camera for taking, preferably colored, inspection photos of interiors, in particular of ships.
  • the invention equally relates to a method for the inspection of
  • Interiors in particular of ships, by receiving, preferably colored, inspection photos by means of an inspection camera unit.
  • the invention relates to a sensor unit with sensor means for metrological detection of at least one property of interiors, especially of ships.
  • photos serve as visual information carriers for documentation.
  • the structural state of a ship can be documented at a specific time on the basis of inspection photos.
  • This is generally customary in the context of carrying out a generic method or using a generic inspection camera unit, in particular in connection with ships.
  • the inspection photos are managed unsystematically as images in a shoebox, without a reference of the respective inspection photo in terms of location and orientation in the hull is given. At most, manual records of the location of
  • Inspection photos taken by the inspector who created the inspection photos are unsystematic after the completion of an inspection run.
  • an inspection camera unit with an inspection camera for receiving, preferably colored,
  • referencing is understood to mean, in particular, the acquisition of position and / or orientation data Inspection photo automatically this
  • Coordinate transformation between the coordinate system used for the positioning with the ship's coordinate system by means of at least one control point can be assigned to the external ship coordinate system with advantage the inspection photos taken within the scope of the inspection using the inspection camera unit according to the invention.
  • Registration in the sense of the invention can likewise be carried out by means of manual assignment of points of the ship's coordinate system to points of the coordinate system used for the positioning performed. In this case, for example, manually selected by an operator at least one control point in an inspection photo and each assigned to a location in the ship's coordinate system.
  • the referencing means comprise a stereo chamber with a first referencing camera and a second referencing camera for determining relative location data of the inspection camera and orientation data of the inspection camera that can be assigned to the inspection photos.
  • the first and second Referenz istsyear are arranged in a fixed spatial arrangement to the inspection camera within the inspection camera unit. Based on the parallel recorded homing pictures of the two
  • Referencing cameras of the stereo camera can by means of image processing at a known fixed distance between the first and second
  • the first referencing camera and / or the second referencing camera can be designed as a black and white camera within the scope of the invention.
  • the first referencing camera and / or the second referencing camera can be designed as a black and white camera within the scope of the invention.
  • a referencing can therefore also take place in real time.
  • this advantageously also makes it possible to record a trajectory which the inspection camera unit according to the invention during a
  • Inspection run in the interior, ie in particular in the hull, passed through.
  • the stereo camera is configured infrared-sensitive and includes an infrared source, wherein preferably the infrared source is designed to be operated in a pulsed manner. Since the inspection is often done in poorly lit or completely dark interiors, the use is of infrared images within the stereo camera advantageous. If the
  • Inspection photos in the visible range, in particular color, recorded in the inventive design of the stereo camera as an infrared-sensitive camera also ensures that the infrared source does not affect the inspection photos.
  • an infrared source advantageously requires less energy than, for example, a light source in the visible range.
  • a pulsed mode of operation of the infrared source advantageously reduces the energy requirement of the infrared source. This is advantageous in view of the fact that the inspection camera unit according to the invention is operated as a portable device, for example as a helmet camera unit, without an external power supply.
  • Parameter set for identifying the location data so typically a
  • the memory requirement compared to the storage of the complete reference images is advantageously considerably lower.
  • the image comparison comprises a selection of at least one evaluation pattern in the first referencing image, a finding of the evaluation pattern in the second referencing image, and a determination of the position of the evaluation pattern within the first
  • the evaluation pattern comprises an image area with a maximum contrast.
  • the inspection camera unit comprises an acceleration sensor and / or an inclination sensor.
  • an acceleration sensor can be provided, the location determination and / or orientation determination is advantageously even more reliable. Because there is an additional measurand available, which allows a referencing of the inspection photos. If, for example, the referencing images can not be evaluated because they are blurred, for example, or because there is a disturbance in the beam path, the acceleration sensor and / or the sensor can be based on the evaluation of the location and orientation last determined on the basis of the stereo camera
  • Inclination sensor can be determined at what current position and in what current orientation, the inspection camera is located. This is particularly advantageous to a gapless trajectory, which the
  • Tilt sensor advantageous. Because the search field for finding the current position of the Ausensemusters can be selectively limited due to the knowledge of the probable position of the Ausensemusters on the
  • Inspection camera unit are the reference means for evaluating data with respect to an opening angle of the inspection camera designed.
  • Coordinate system of the interior to be examined ie in particular the to be examined, determining whether two given
  • Schiffskoordinordinmodellmodell serve to determine a sectional area of the detection angle of the inspection camera with walls of the ship's interior. All this is crucial for a history analysis, if, for example, by comparing inspection photos taken at different times, it is to be determined whether a structural damage has increased or changed in any other way.
  • finding also includes, for example, the condition of a patient
  • Inspection camera unit can be reduced in this way with advantage. It is thus according to the invention in addition to the anyway for the inclusion of
  • Inspection photos existing inspection camera provided only an additional Referenztechniksfar, wherein an image comparison between the Referenz réellessent the referencing camera and the inspection photograph is made. If the inspection camera is a
  • visual position-indicating means preferably comprising a laser light source
  • a crosshair can be projected onto the object area by means of laser light, which indicates the center point of an inspection photograph, if such is recorded.
  • Inspection camera unit for example, as a helmet camera from the inspector is worn and the perspective of the inspector differs from the "viewing angle" of the inspection camera.
  • the inspection camera unit makes it possible to store a trajectory when a storage unit is provided in order to store a time series of inspection photos and a time series of relative location data of the inspection camera and / or orientation data of the inspection camera.
  • the object of the invention is based on the method by a method for inspecting interiors, in particular of ships, by receiving, preferably colored, inspection photos by means of a
  • Inspection camera solved, in which the inspection photos are referenced, in the relative location of the inspection camera and recording
  • the method according to the invention includes a method for dimensioning structures in the interior spaces on the basis of the inspection photos, comprising: Selecting in an inspection photograph of two inspection photo pixels,
  • the sensor unit may have an ultrasonic thickness sensor as a sensor means for ultrasound-based thickness measurement
  • the sensor unit is provided with position-determining means, in cooperation with an inspection camera unit as described above, the position of the sensor means, thus for example the position of the sensor
  • the ultrasonic thickness sensor was at the time of recording the measured value.
  • it must be arranged during the metrological detection of the thickness in the field of view of the referencing means of the inspection camera unit.
  • the position encoder means spaced from each other on a sensor axis arranged, causing an optical contrast, in particular point-like areas.
  • these regions can be advantageously used in the image comparison of the images of two referencing cameras described above as evaluation patterns with a maximum contrast.
  • the position encoder can be switched off switchable in a further advantageous embodiment of the invention.
  • the position-determining means can be at least one point-shaped
  • the position sensor may be constructed of two light-emitting diodes arranged at a distance from one another, which upon triggering the storage of a measuring signal, for example a
  • Figure 1 a schematic block diagram of a surveying arrangement.
  • FIG. 1 a shows a perspective schematic view of an embodiment of the inspection camera unit according to the invention
  • Figure 2 an exemplary illustration of an embodiment of the inspection camera unit according to FIG. 1 a used
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the illustration within the scope of the invention of possible embodiments of an inspection camera unit
  • FIG. 4 shows an example illustration of an embodiment of the invention
  • Figure 5 schematic illustration of the implementation of a
  • a surveying arrangement 1 according to the invention is shown in a schematic block diagram.
  • the surveying arrangement 1 comprises a sensory system 2 for generating measured data.
  • the sensory system 2 in this case comprises a sensor 3, for example a humidity sensor.
  • the sensory system 2 comprises a control and evaluation device 4, which can preprocess output signals of the sensor 3 and an operation of the sensor 3 controls.
  • the sensory system 2 comprises an actuating device 5 for activating the sensory system 2 or the surveying arrangement 1, which may be designed as a switch, for example.
  • the surveying arrangement 1 comprises a combined
  • Position detection system 6 comprises an inertial sensor 7 as the first unreferenced position detection system. Furthermore, the combined position detection system 6 comprises a stereo camera system comprising a first camera 8 and a second camera 9 as the second unreferenced position detection system. The first unreferenced
  • Position detection system detects first position and orientation data with respect to a native three-dimensional coordinate system 1 1.
  • the second unreferenced position detection system detects second position and orientation data with reference to a native one
  • the first camera 8 and the second camera 9 each capture image data in a two-dimensional
  • Coordinate system 12 are converted. Thus, first position and / or orientation data from the inertial sensor 7 and image data from the cameras 8, 9 of the stereo camera system to the further control and
  • Evaluation device 10 is transmitted, which calculates position and / or orientation information from the output signals, wherein in the
  • Output signals of the inertial sensor 7 encoded first position and / or orientation data with the coded in the image data of the cameras 8, 9 position and / or orientation data are fused together.
  • the calculated position and / or orientation information may e.g.
  • the evaluation and computing device 10 also perform methods of image processing. Next both from the first control and evaluation device 4 as well as from the other control and Evaluation device 10 specific data stored in a memory device 16 referenced to each other.
  • preprocessed measurement data are spatially referenced to a common coordinate system, namely the coordinate arrangement fixed coordinate system 15, the inertial sensor 7 and the stereo camera system stored.
  • the measuring arrangement fixed coordinate system 15 is in this case lazy and rotationally fixed against the
  • Position detection system 6 are also arranged stationary and rotationally fixed to each other on or in the surveying arrangement 1.
  • the cameras 8, 9 and the initial sensor 7 are arranged stationary and rotationally fixed to each other. This means that there is a registration between each
  • the sensory system 2 and the elements of the combined attitude detection system 6 may be mechanically loosely coupled, e.g. if the requirements for the accuracy of the spatial referencing permit.
  • Mechanically loose may mean, for example, that the mechanical coupling is designed such that a position of the sensory system 2 is always within a spherical volume having a predetermined radius, wherein a center of the spherical volume is referenced to the position and / or orientation information known. This allows, for example, a humidity measurement by hand directly on a ship's wall.
  • the further control and evaluation device 10 can in this case in real time a position in three translational and three rotational degrees of freedom, based on the verticiansan kannsfeste coordinate system 1 15 determine.
  • FIG. 1a shows an inspection camera unit 101, which is mounted on a working helmet 102. The exact way of fixing the
  • Inspection camera unit 101 on the working helmet 102 can not be seen from the illustration according to FIG. 1a. It can be in any, the
  • the inspection camera unit 1a has a housing frame 103, on which various individual components, which are described in more detail below, are mounted in fixed positions relative to one another.
  • an inspection camera 104 is attached to the housing frame 103.
  • the inspection camera 104 is designed as a digital color camera with suitable resolution.
  • a stereo camera 105 is fixed on the housing frame 103.
  • the stereo camera 105 has a first reference camera 106 and a second reference camera 108 arranged at a distance 107 from the first reference camera 106 parallel thereto.
  • the first reference camera 106 and the second reference camera 108 are each as a digital infrared-sensitive black and white cameras
  • Each reference camera 106, 108 is associated with a pulsed controllable infrared light source 109 and 110, respectively.
  • Image entry plane at the reference camera 106 and 108 is congruent. However, the image entry plane of the referencing cameras 106, 108 lies in front of an image entry plane of the inspection camera 104. These relationships can be seen in the perspective view according to FIG. 1a.
  • the inspection camera 104 is between the first
  • Illumination arranged with visible light.
  • the visible light source 11 1 can be operated synchronously in the manner of a flashlight via a control, not shown, of the inspection camera 104 with the inspection camera 104.
  • an image processing unit for performing image comparison with the first one
  • the housing frame 103 is a memory unit for storing a time series of
  • Inspection photos of the inspection camera 104 and a time series of location data of the inspection camera 104 and orientation data of the inspection camera 104 is provided.
  • Image processing unit can not be seen in FIG. 1a. In the context of the invention, they can be used in particular in a separate portable unit which, for example, in the manner of a backpack
  • the inspection camera unit 01 has an on the
  • Case frame 103 attached acceleration sensor 1 12 and also attached to the housing frame 103 inclination sensor 113.
  • the acceleration sensor 112 is constructed, for example, on the basis of a piezoelectric sensor.
  • the inclination sensor 113 may be in be configured in any manner well known to those skilled in the art.
  • Liquid inclination sensors are used.
  • a laser pointer 124 mounted on the housing frame 103 is a laser pointer 124 indicating a reticle on an object in the interior space 121 for marking the center of the object area detected by an inspection photograph 122 when an inspection photograph 122 is taken.
  • FIG. 2 shows by way of example that of the invention
  • Inspection camera unit 101 underlying principle for determining location data and orientation data based on an image comparison of a first referencing camera 106 recorded first Referenzierungstruckes 114 with a parallel with the second
  • an evaluation pattern 116 is selected in the first referencing image 114.
  • the evaluation pattern 116 relates to an image area with a maximum contrast, namely the transition from black to white.
  • the evaluation pattern 1 16 in the parallel recorded second referencing value 1 15 is visited, according to the parallel evaluation pattern 117.
  • a position of the evaluation pattern 1 16 is determined within the first Referenz istes 1 14 and belonging to this position coordinates (x, y) are recorded. Accordingly, a position of the parallel evaluation pattern 117 within the second referencing image 115 is determined and recorded with the coordinates (x ' , y ' ).
  • the acceleration sensor 12 and / or the inclination sensor 13 can be limited to a substantially line-like or rectangular area 118 when the parallel evaluation pattern 117 in the second referencing image 15 is located in order to reduce the computing time.
  • FIG. 3 different attachment possibilities within the scope of the invention of the inspection camera unit 101 according to FIG. 1 a are shown purely schematically. On the left in the picture is illustrated that the
  • Inspection camera unit 101 may be attached to a kind of vest 1 19 in the chest region of an inspector 120.
  • FIG. 4 illustrates how within the scope of the invention
  • Inspection camera unit 101 in the interior to be inspected 121 an inspection photograph 122 once manually assigned to a three-dimensional model 123 of the interior 121.
  • an inspection camera unit 101 and a method for inspecting interior spaces 121 are therefore proposed, which advantageously allow an association of the inspection images 122 obtained to an existing three-dimensional model 123.
  • the benefit of the inspection photos 122 increases considerably.
  • history considerations can be made by comparing inspection photos 122 taken at different times, since it is possible to determine which inspection photos 122 show the same area of the interior 121. For the determination, a known opening angle of the inspection camera 104
  • FIG. 5 schematically illustrates the implementation of a
  • Thickness measurement with a sensor unit 125 according to the invention for ultrasonic thickness measurement with a sensor unit 125 according to the invention for ultrasonic thickness measurement.
  • the sensor unit 125 has a
  • Ultraschalldickemesssensor 126 a sensor operation unit 127, a sensor data memory 128 and a position sensor 129 on.
  • a sensor operation unit 127 a sensor operation unit 127
  • a sensor data memory 128 a sensor data memory 128
  • a position sensor 129 on.
  • Sensor operating unit 127 and the sensor data memory 128 via a cable to the unit from the sensor head 126 and the position sensor 129 is connected. This opens up the possibility of arranging the sensor operating unit 127 and the sensor data memory 128, for example, in a backpack, which an operator carries on his back, in order to design the unit containing the actual sensor head 126 easily and thus easy to handle.
  • the position sensor 129 is arranged in extension of the sensor head 126 at this then on the sensor head axis 130.
  • Position sensor 129 has two light-emitting diodes 131, 132 arranged at a distance from one another along the sensor head axis 130.
  • the light-emitting diodes 131, 132 are connected to the sensor operating unit 127 in such a way that upon triggering the storage of a measuring signal of the sensor head 126 in the sensor data memory 128, the light-emitting diodes 131, 132 are switched on for a short time.
  • the light-emitting diodes emit infrared light according to the exemplary embodiment illustrated in FIG.
  • the sensor unit 125 illustrated in FIG. 5 acts
  • Stereo camera 105 as part of an inspection camera unit 101 for example according to Figure 1a together as follows.
  • the LEDs 131, 132 are turned on for a short time.
  • the LEDs 131, 132 then emit infrared light 134.
  • the reference cameras 106, 107 of the stereo camera 105 as
  • Part of an inspection camera 101 then take the
  • the light emitting diodes 131, 132 having portions of the position sensor 129 has an increased contrast. Due to the increased contrast, it is the stereo camera 105 based on the above
  • the location and location of the sensor head 126 of the sensor unit 125 at the time of triggering the storage of a measurement signal in the sensor data memory 128 record are described.
  • the condition is that when triggering the storage of a
  • Measuring signal the sensor unit 125 and in particular the position sensor 129 in the field of view of the two Referenzierungsvons 106, 107 is located.
  • the inventively designed sensor unit 125 to record the location and location of the sensor head 126 at the time of storing a measurement signal. This makes it possible, for example, in the case of an ultrasonic thickness measurement of the steel plate 133, to assign the obtained thickness measurement value to a precise position and direction of the thickness measurement. Location and location are recorded relative to the location and location of the stereo camera 105. Location and location of
  • Stereo camera 105 can be based on the above

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Abstract

Um eine Inspektionskameraeinheit (101) mit einer Inspektionskamera (104) zur Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, Inspektionsphotos (122) von Innenräumen (121), insbesondere von Schiffen, bzw. ein Verfahren zur Inspektion von Innenräumen (121), insbesondere von Schiffen, durch Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, Inspektionsphotos (122) mittels einer Inspektionskameraeinheit anzugeben, welche jeweils den Nutzen der Inspektionsfotos erhöhen und beispielsweise auch eine verbesserte Historienbetrachtung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Inspektionskameraeinheit (101) Referenzierungsmittel (105) zum Referenzieren der Inspektionsphotos (122) aufweist bzw. dass die Inspektionsphotos (122) referenziert werden, indem bei der Aufnahme relative Ortsdaten der Inspektionskamera (104) und Orientierungsdaten der Inspektionskamera (104) bestimmt und den Inspektionsphotos (122) zugeordnet werden, wobei anschließend eine Einordnung der relativen Ortsdaten und der Orientierungsdaten in ein Koordinatensystem des Innenraums (121) vorgenommen wird, wobei vorzugsweise die Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgestaltet ist.

Description

Inspektionskameraeinheit, Verfahren zur
Inspektion von Innenräumen sowie Sensoreinheit
Die Erfindung betrifft eine Vermessungsanordnung sowie ein Verfahren zur Vermessung, insbesondere von geschlossenen Räumen.
Die Inspektion von Industrieanlagen, Gebäuden, aber auch Schiffen, dient beispielsweise einer frühzeitigen Erkennung von Schäden und/oder der
Gewährleistung einer Betriebssicherheit. Sensorsysteme, die die dafür benötigten Daten erfassen, können beispielsweise Kamerasysteme mit einem beliebigen Spektral bereich, Feuchtesensoren oder Gassensoren sein. Die von diesen Sensorsystemen erzeugten Daten können aber in der Regel nur dann sinnvoll und nutzbringend verwendet werden, wenn sie räumlich referenziert werden. D.h., dass zu jedem Messsignal auch eine Lage, also Position und/oder Orientierung, des Sensorsystems bekannt sein sollten.
Eine Lageerfassung mittels eines GNSS (globalen Navigationssatellitensystems) gewährleistet eine derartige räumliche Referenzierung von Messdaten in Außenbereichen mit einer Positionsgenauigkeit von einigen Zentimetern, z.B. bei Verwendung eines differentiellen GPS (Global Positioning System), bis zu einigen Metern. Die Bestimmung einer Orientierung ist mit GNSS nicht möglich. In geschlossenen Räumen, beispielsweise in Innenräumen von Gebäuden oder Fahrzeugen, insbesondere Schiffen, können eine Funktionsfähigkeit und die Genauigkeit des GNSS jedoch beeinträchtigt sein. Im Außenbereich kann die Qualität der Positionsmessung mittels GNSS bei ungünstigen Bedingungen beeinträchtigt sein, beispielsweise durch Abschattungen und
Mehrfachreflexionen.
Für eine räumliche Referenzierung von Messdaten können beispielsweise terrestrische Mikrowellen-Sender- und Empfangseinheiten verwendet werden. So können beispielsweise RFID (Radio Frequency ldentification)-Systeme,
Pseudolite-Systeme oder WLAN-basierte Systeme zur räumlichen
Referenzierung genutzt werden, erfordern aber eine entsprechende technische Ausrüstung der Messumgebung im Vorfeld der Messungen. Auch ist es möglich, Inertial-Messsysteme zu verwenden. Diese Systeme messen
Winkelgeschwindigkeiten und Beschleunigungen, die durch Einfach- bzw.
Zweifachintegration zu Orientierungs- und Positionswerten verarbeitet werden können. Durch dieses Prinzip werden schnell große Fehler akkumuliert, was nur durch die Verwendung von großen und teuren Inertialmesssystemen umgangen werden kann. Zusätzlich können auch kompassbasierte Systeme zum Einsatz kommen. All diese Systeme können in Innenräumen Anwendung finden. Karten, die im Vorfeld erstellt wurden (z.B. Gebäudegrundrisse, Elektrische-Feldstärke- Karten) finden oftmals Verwendung, um die Messwerte zu stützen.
Allen bekannten Verfahren zur räumlichen Referenzierung von Messdaten ohne GNSS ist gemein, dass sie a-priori-lnformationen benötigen, z.B. durch Karten oder eine Ausrüstung des zu vermessenden Objekts mit entsprechenden technischen Hilfsmitteln, und teuer sind.
Ferner existieren Ansätze zur photogrammetrischen Verortung von Messdaten. Hierbei wird eine Vielzahl von räumlich überlappenden Bildern in einem zu untersuchenden Innenraumbereich aufgenommen. Hierbei ist problematisch, dass eine Verortung auf Grundlagen von photogrammetrischen Ansätzen nur bedingt echtzeitfähig ist, da in der Regel der gesamte Bildblock (vom ersten bis zum letzten Bild) vorliegen muss, um nachträglich die Trajektorie des
Messsystems zu bestimmen und damit die räumliche Referenzierung der Messwerte sicherzustellen.
Die nachveröffentliche DE 10 2011 084 690.5 beschreibt eine Kamera, umfassend mindestens eine Optik, mindestens einen optischen Detektor, der in einer Fokalebene der Optik angeordnet ist, und eine Auswerteeinheit, wobei die Kamera mindestens eine Lichtquelle und mindestens ein diffraktives optisches Element umfasst, wobei mittels der Lichtquelle das diffraktive optische Element beleuchtbar ist, so dass dieses verschiedene ebene Wellen erzeugt, die durch die Optik jeweils punktförmig auf dem optischen Detektor abgebildet und durch die Auswerteeinheit mindestens zur geometrischen Kalibrierung ausgewertet werden, sowie ein Verfahren zur geometrischen Kalibrierung einer Kamera.
Es stellt sich das technische Problem, eine Vermessungsanordnung und ein Verfahren zur Vermessung zu schaffen, welche eine räumliche Referenzierung von Messdaten vereinfachen und eine zeitlich schnelle räumliche Referenzierung ermöglichen, wobei a-priori-Wissen, z.B. in Form von Karten oder zusätzliche Infrastruktur, nicht notwendig ist. Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es ist eine Grundidee der Erfindung, dass eine Vermessungsanordnung sowohl ein sensorisches System zur Erzeugung von Messdaten als auch mindestens zwei Lageerfassungssysteme zur Erzeugung von Positions- und/oder
Orientierungsdaten umfasst, wobei die Lageerfassungssysteme in Bezug auf die Umgebung unreferenzierte Lageerfassungssysteme sind. Die
Vermessungsanordnung erfasst die eigene Position und Orientierung in einem relativen Koordinatensystem, dessen Ursprung z.B. durch einen Nutzer eingestellt werden kann. Die Messdaten werden referenziert zu lokalen Positionsund/oder Orientierungsdaten der Lageerfassungssysteme, die in diesem relativen Koordinatensystem erfasst werden, gespeichert. Nachfolgend gelten folgende Definitionen. Eine Lage beschreibt eine Position und/oder eine Orientierung eines Objekts zumindest teilweise. Eine Position kann beispielsweise durch drei Translationsparameter beschrieben werden. Z.B.
können Translationsparameter einen x-Parameter, einen y-Parameter und einen z-Parameter in einem kartesischen Koordinatensystem umfassen. Eine
Orientierung kann beispielsweise durch drei Rotationsparameter beschrieben werden. Z.B. können Rotationsparameter einen Drehwinkel ω um eine x-Achse, einen Drehwinkel φ um eine y-Achse und einen Drehwinkel κ um eine z-Achse des kartesischen Koordinatensystems umfassen. Somit kann eine Lage bis zu 6 Parameter umfassen.
Vorgeschlagen wird eine Vermessungsanordnung, wobei die
Vermessungsanordnung auch als Vermessungssystem bezeichnet werden kann. Die Vermessungsanordnung dient insbesondere zur Vermessung von geschlossenen Räumen, insbesondere zur Vermessung von Schiffsräumen, Bergwerken, Gebäuden und Tunneln. Alternativ oder kumulativ dient die
Vermessungsanordnung zur Vermessung von Außenbereichen mit gestörtem oder fehlendem GNSS-Empfang. Im Kontext dieser Erfindung bedeutet
Vermessung, dass Messsignale, deren Erfassung automatisch oder von einem Benutzer manuell ausgelöst wird, erzeugt und räumlich referenziert werden. Zusätzlich können Messdaten auch zeitlich referenziert werden. Die Vermessungsanordnung umfasst mindestens ein sensorisches System zur Erzeugung von Messdaten. Das sensorische System kann beispielsweise ein Kamerasystem zur Erzeugung von Kamerabildern, ein Feuchtesensor oder ein Gassensor sein. Selbstverständlich können auch weitere sensorische Systeme zur Anwendung kommen.
Weiter umfasst die Vermessungsanordnung ein erstes unreferenziertes
Lageerfassungssystem zur Erzeugung erster Positions- und/oder
Orientierungsdaten und mindestens ein zweites unreferenziertes
Lageerfassungssystem zur Erzeugung zweiter Positions- und/oder
Orientierungsdaten.
Vorzugsweise arbeiten das erste und das mindestens zweite
Lageerfassungssystem auf Grundlage von voneinander unabhängigen physikalischen Messprinzipien. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine verbesserte Redundanz und eine Erhöhung der Genauigkeit bei der Erfassung von Positions- und/oder Orientierungsinformationen. Der Begriff "unreferenziert" bedeutet hierbei, dass die erzeugten Positionsund/oder Orientierungsdaten ausschließlich relativ zu einem systemeigenen Koordinatensystem der Lageerfassungssysteme oder relativ zu einem gemeinsamen Koordinatensystem der Lageerfassungssysteme bestimmt werden, wobei das gemeinsame Koordinatensystem orts- und drehfest bezüglich der Vermessungsanordnung ist. So können z.B. die ersten Positions- und/oder Orientierungsdaten relativ zu einem systemeigenen Koordinatensystem des ersten Lageerfassungssystems bestimmt werden. Entsprechend können auch die zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten in einem systemeigenen Koordinatensystem des zweiten Lageerfassungssystems bestimmt werden.
Weiter kann der Begriff„unreferenziert" bedeuten, dass mittels des
unreferenzierten Lageerfassungssystems keine eindeutige Erfassung der Position und/oder Orientierung, z.B. in einem globalen Koordinatensystem, möglich ist. Dies bedeutet, dass zumindest ein Parameter, der zur eindeutigen und vollständigen Beschreibung der Lage, also der Position und/oder
Orientierung, notwendig ist, mittels des unreferenzierten Lageerfassungssystems nicht erfassbar oder bestimmbar ist. Z.B. kann eine eindeutige räumliche Referenzierung in einem übergeordneten, z.B. globalen, Koordinatensystem die Erfassung oder Bestimmung von drei Positions- und drei Orientierungsparametern in diesem übergeordneten
Koordinatensystem erfordern. Ist das nicht vollständig zu gewährleisten, kann die Lage nur in einem systemeigenen Koordinatensystem bestimmt werden, auch wenn einzelne Parameter der Lage in dem übergeordneten Koordinatensystem erfassbar sind. Beispielsweise können Neigungssensoren zwei
Orientierungswinkel und Magnetsensoren einen Orientierungswinkel räumlich referenziert zu einem weltfesten Koordinatensystem erfassen. Unreferenziert bedeutet auch, dass kein räumlicher Bezug zu einer vorbekannten räumlichen Karte bekannt ist. Eine Position kann hierbei beispielsweise bezogen auf ein kartesisches
Koordinatensystem mit drei linear unabhängigen Achsen bestimmt werden. Hierdurch ermöglicht das Lageerfassungssystem die Erfassung einer Bewegung mit drei translatorischen Freiheitsgraden. Alternativ oder kumulativ können Orientierungsdaten als Verdrehwinkel um die drei Achsen des kartesischen Koordinatensystems bestimmt werden, beispielsweise entsprechend der so genannten Yaw-Pitch-Roll-Konvention (Gier-Nick-Roll-Winkelkonvention). Somit ist die Bestimmung einer Winkelbewegung mit drei voneinander unabhängigen rotatorischen Freiheitsgraden möglich.
Wie nachfolgend näher erläutert, kann ein Ursprung des Koordinatensystems z.B. beim Einschalten des Lageerfassungssystems, also mit Beginn einer Energieversorgung, oder bei Beginn eines Messvorgangs oder bei Erzeugung eines Initialisierungssignals gesetzt werden. Dies bedeutet, dass zu einem der vorhergehend erläuterten Zeitpunkte aktuelle Positions- und/oder
Orientierungskoordinaten zurückgesetzt oder genullt werden, wobei nachfolgend alle erfassten Positions- und/oder Orientierungsdaten relativ zu dem gesetzten Ursprung des Koordinatensystems bestimmt werden. Weiter umfasst die Vermessungsanordnung mindestens eine
Speichereinrichtung.
Die Messdaten und die, insbesondere zeitlich korrespondierenden, durch die ersten und/oder zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten codierten Positions- und/oder Orientierungsinformationen sind referenziert zueinander, also mit einer vorbekannten Zuordnung zueinander, in der Speichereinrichtung speicherbar.
Dies bedeutet, dass sowohl die Messdaten als auch die korrespondierenden Positions- und/oder Orientierungsinformationen gespeichert werden. Die Positions- und/oder Orientierungsinformationen können in Form von
unverarbeiteten Ausgangssignalen (Rohsignalen) der unreferenzierten
Lageerfassungssysteme gegeben sein. Auch können die Positions- und/oder Orientierungsinformationen durch bereits verarbeitete Ausgangssignale der unreferenzierten Lageerfassungssysteme gegeben sein, wobei die verarbeiteten Ausgangssignale wiederum eine Position und/oder Orientierung ausschließlich referenziert zu dem/den systemeigenen Koordinatensystem(en) oder zu einem gemeinsamen vermessungsanordnungsfesten Koordinatensystem codieren oder repräsentieren.
Beispielsweise können die Messdaten und die zeitlich korrespondierenden ersten und/oder zweiten unverarbeiteten Positions- und/oder Orientierungsdaten referenziert zueinander gespeichert werden.
Somit ist also eine Zuordnung von Messdaten zu einer Position und/oder Orientierung möglich und auch zu einem späteren Zeitpunkt abrufbar. Allerdings ist eine Zuordnung ausschließlich zu Lagen in den unreferenzierten
systemeigenen Koordinatensystemen der Lageerfassungssysteme oder zu Lagen in einem gemeinsamen, vermessungs-anordnungsfesten
Koordinatensystem möglich.
Die beschriebene Vermessungsanordnung kann hierbei portabel, insbesondere durch einen menschlichen Benutzer tragbar, ausgebildet sein. Allerdings ist es auch möglich, die beschriebene Vermessungsanordnung auf einer
Positioniereinrichtung, beispielsweise auf einem Fahrzeug, insbesondere auf einem Roboter, montierbar auszubilden.
Die vorgeschlagene Vermessungsanordnung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine räumliche Referenzierung von Messdaten auch in geschlossenen Räumen, insbesondere in Innenräumen von z.B. Industrieanlagen, Gebäuden oder Schiffen. Da die räumliche Referenzierung unabhängig von einem globalen Koordinatensystem, z.B. einem Koordinatensystem eines GNSS, erfolgt und ebenfalls unabhängig von weiteren Zusatzanordnungen, wie z.B. in den Räumen installierten Sendern, ist, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine möglichst einfache und kostengünstige Vermessungsanordnung. Die Verwendung von mindestens zwei Lageerfassungssystemen erhöht in vorteilhafter Weise eine Verfügbarkeit von Positions- und/oder
Orientierungsinformationen sowie eine erhöhte Genauigkeit der Positionsund/oder Orientierungsinformationen. Ist z.B. eine Lageerfassung mittels einem der mindestens zwei Lageerfassungssysteme nicht möglich, z.B. aufgrund von äußeren Bedingungen oder bei Ausfall des Lageerfassungssystems, so stehen weiterhin Positions- und/oder Orientierungsdaten oder - Informationen des verbleibenden Lageerfassungssystems zur Verfügung. Die von der Vermessungsanordnung gespeicherten Daten ermöglichen zu einem späteren Zeitpunkt eine Navigation in bereits vermessenen Räumen. Auch können die Daten zur Erstellung oder zum Abgleich von Anlage- bzw. Gebäudebzw. Schiffsmodellen dienen. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vermessungsanordnung eine Recheneinrichtung, wobei mittels der Recheneinrichtung die ersten und die zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten zu resultierenden Positionsund/oder Orientierungsdaten fusionierbar sind. Die resultierenden Positionsund/oder Orientierungsdaten können dann z.B. die vorhergehend erläuterten Positions- und/oder Orientierungsinformationen darstellen.
Hierbei können z.B. Positions- und/oder Orientierungsdaten eines
Lageerfassungssystems in das systemeigene Koordinatensystem des weiteren Lageerfassungssystems umgerechnet werden. Hierzu ist es erforderlich, dass eine Abbildungsvorschrift für eine solche Umrechnung vorbekannt ist. Dies bedeutet in anderen Worten, dass die systemeigenen Koordinatensysteme der Lageerfassungssysteme zueinander registriert sind.
Auch ist es möglich, dass sowohl die ersten als auch die zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten in ein gemeinsames Koordinatensystem der Vermessungsanordnung umgerechnet werden. Das Koordinatensystem der Vermessungsanordnung bezeichnet hierbei ein bezüglich der
Vermessungsanordnung orts- und drehfestes Koordinatensystem. Dies wiederum bedeutet, dass, wenn sich die Vermessungsanordnung translatorisch und/oder rotatorisch bewegt, sich auch das gemeinsame Koordinatensystem der
Vermessungsanordnung im gleichen Maße translatorisch und/oder rotatorisch bewegt. Wie vorhergehend erläutert, ist es hierfür erforderlich, dass die systemeigenen Koordinatensysteme mit dem gemeinsamen Koordinatensystem registriert sind.
Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Einsparung von Speicherplatz, da Messdaten nunmehr nur referenziert zu den resultierenden Positions- und/oder Orientierungsdaten gespeichert werden müssen.
In einer weiteren Ausführungsform ist das erste unreferenzierte
Lageerfassungssystem als optisches Lageerfassungssystem und das mindestens zweite unreferenzierte Lageerfassungssystem als inertiales
Lageerfassungssystem ausgebildet.
Bei dem optischen Lageerfassungssystem wird eine Positionsänderung und/oder Orientierungsänderung optisch, z.B. bildbasiert, erfasst. Bei einem inertialen Lageerfassungssystem wird ein oder werden mehrere Inertialsensoren zur Erfassung von Beschleunigung und/oder Drehraten verwendet. Werden z.B. Beschleunigungen erfasst, so kann eine aktuelle Position auf Grundlage eines bereits zurückgelegten Weges bestimmt werden, wobei sich der zurückgelegte Weg durch z.B. Zweifachintegration der erfassten Beschleunigungen ergibt. Wird eine Drehrate erfasst, so kann ein aktueller Winkel z.B. durch Einfachintegration der Drehrate bestimmt werden.
Die Verwendung eines optischen und eines inertialen Lageerfassungssystems realisiert hierbei in vorteilhafter Weise eine Lageerfassung auf Grundlage von zwei voneinander unabhängigen physikalischen Messprinzipien. Weiter vorteilhaft ergibt sich, dass inertiale Lageerfassungssysteme erfahrungsgemäß robust arbeiten und somit eine hohe Verfügbarkeit der Positions- und/oder
Orientierungsdaten bereitstellen. Optische Lageerfassungssysteme ermöglichen in der Regel eine hochgenaue Bestimmung einer Lage und/oder Orientierung. Durch die Verwendung der vorgeschlagenen Lageerfassungssysteme ergibt sich also in vorteilhafter Weise sowohl eine hohe Verfügbarkeit als auch eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung von Positions- und/oder
Orientierungsinformationen. In einer weiteren Ausführungsform ist das optische Lageerfassungssystem als Stereokamerasystem ausgebildet. Ein Stereokamerasystem ermöglicht hierbei in vorteilhafter Weise eine einfache, bildbasierte Bestimmung einer räumlichen Position und/oder räumlichen Orientierung von Gegenständen oder Personen im Erfassungsbereich des Stereokamerasystems. Hierzu kann es erforderlich sein, das Verfahren zur bildbasierten Merkmals- oder Objekterkennung durchgeführt werden, durch die korrespondierende, durch jeweils eine Kamera des
Stereokamerasystems abgebildete Personen oder Objekte detektiert werden. Selbstverständlich können auch weitere Methoden der Bildverarbeitung zur Anwendung kommen, durch die eine Bestimmung der räumlichen Position und/oder Orientierung verbessert wird, z.B. Verfahren zur Rauschunterdrückung, Verfahren zur Segmentierung und weitere Verfahren zur Bildverarbeitung.
Zusätzlich können zeitlich nacheinander aufgenommenen Stereobilder oder Einzelbilder verwendet werden, um eine dreidimensionale Rekonstruktion durchzuführen, beispielsweise in einem so genannten structure-from-motion- Verfahren .
Insbesondere können beim Stereokamerasystem mindestens eine
panchromatische Kamera oder eine Farbkamera, insbesondere eine RGB- basierte Farbkamera, oder eine Infrarotkamera verwendet werden. Alternativ oder kumulativ ist es möglich, dass die im Stereokamerasystem verwendeten Kameras unterschiedliche geometrische, radiometrische und/oder spektrale Eigenschaften aufweisen. Z.B. kann eine räumliche Auflösung und/oder eine spektrale Auflösung der verwendeten Kameras voneinander verschieden sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine der Kameras, wie nachfolgend näher erläutert, als Messsystem Verwendung finden kann, beispielsweise bei einer Verwendung einer räumlich hochauflösenden RGB- Kamera und einer räumlich niedrig auflösenden panchromatischen Kamera. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vermessungsanordnung eine Kalibriervorrichtung zur Kalibrierung des Stereokamerasystems.
Eine geometrische Kalibrierung von Kameras ist hierbei eine
Grundvoraussetzung für deren Einsatz als Lageerfassungssystem. Die
Kalibrierung kann auch als Bestimmung von Parametern einer inneren
Orientierung der Kamera bezeichnet werden. Ziel ist es, für jeden Bildpunkt eines von einer Kamera des Stereokamerasystems erzeugten Bildes eine Blickrichtung (line of sight) im Kamerakoordinatensystem zu bestimmen.
Die Kalibriervorrichtung kann hierbei z.B. derart ausgebildet sein, dass eine Kamera des Stereokamerasystems oder alle Kameras des
Stereokamerasystems eine Optik und mindestens einen optischen Detektor, der in einer Fokalebene der Optik angeordnet ist, und eine Auswerteeinrichtung umfassen. Weiter kann die Kamera mindestens eine Lichtquelle und mindestens ein diffraktives optisches Element umfassen, wobei mittels der Lichtquelle das diffraktive optische Element beleuchtbar ist, sodass dieses verschiedene ebene Wellen erzeugt, die durch die Optik jeweils punktförmig auf dem optischen Detektor abgebildet und durch die Auswerteeinheit mindestens zur
geometrischen Kalibrierung ausgewertet werden.
Ein solches System ist in der nachveröffentlichten DE 10 201 1 084 690.5 beschrieben. Das diffraktive optische Element kann hierbei durch die Optik mittels der
Lichtquelle beleuchtbar sein. Weiter kann die Lichtquelle derart ausgebildet und ausgerichtet sein, dass diese kugelförmige Wellenfronten abstrahlt, die durch die Optik in ebene Wellen überführt auf das diffraktive optische Element treffen. Der optische Detektor kann als Matrix-Sensor ausgebildet sein. Das mindestens eine diffraktive optische Element kann in die Optik integriert sein. Alternativ kann das diffraktive optische Element auf der Optik angeordnet sein. Weiter alternativ kann das diffraktive optische Element an einer Blende der Optik angeordnet sein. Auch ist es möglich, dass die Kamera mehrere Lichtquellen umfasst, die unterschiedliche Abstrahlrichtungen aufweisen. Weiter kann die Lichtquelle in der Fokalebene angeordnet sein. Auch ist es möglich, dass die Lichtquelle eine optische Phase umfasst, deren Apertur den Lichtaustritt der Lichtquelle bildet.
Diffraktive optische Elemente sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt, wobei passive und aktive diffraktive optische Elemente bekannt sind, wobei letztere auch als SLMs (Spatial Light Modulator) bezeichnet werden. SLMs können beispielsweise als verstellbares Mikro-Spiegel-Array (reflektives SLM) oder als transmitives oder reflektives Flüssigkeitskristall-Display (Liquid Crystal, LC-Display) ausgebildet sein. Diese können aktiv angesteuert werden, sodass deren Beugungsstrukturen zeitlich veränderbar sind. Passive diffraktive optische Elemente hingegen weisen ein festes Beugungsmuster auf, wobei diese reflektiv oder transmitiv ausgebildet sein können.
Bezüglich weiterer Ausführungsformen der Kamera mit einer Kalibriervorrichtung wird hierbei auf das in der DE 10 2011 084 690.5 offenbarte Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass eine Kalibrierung einer oder aller Kameras des Stereokamerasystems auch während des Betriebs und somit eine dauerhaft hochgenaue Bestimmung der Position und/oder Orientierung möglich ist. In einer weiteren Ausführungsform ist das Messsystem gleichzeitig als unreferenziertes Lageerfassungssystem ausgebildet. Beispielsweise kann das Messsystem als Kamera oder Kamerasystem ausgebildet sein, welches gleichzeitig Bestandteil des Stereokamerasystems ist. Hierbei erzeugt das Messsystem Bilddaten als Messdaten, wobei die erzeugten Bilddaten gleichzeitig zur Bereitstellung von Lageinformationen dienen. Selbstverständlich ist es vorstellbar, auch andere Messsysteme, deren
Ausgangssignale zur Bereitstellung einer Positions- und/oder
Orientierungsinformation dienen können, zu verwenden. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vermessungsanordnung zusätzlich mindestens ein weiteres Lageerfassungssystem, also z.B. ein drittes Lageerfassungssystem.
Das weitere Lageerfassungssystem kann beispielsweise einen GNSS-Sensor umfassen oder als solcher ausgebildet sein. Ein GNSS-Sensor ermöglicht eine Lageerfassung durch den Empfang von Signalen von Navigationssatelliten und Pseudoliten.
Alternativ kann das weitere Lageerfassungssystem als Laserscanner ausgebildet sein oder einen solchen Laserscanner umfassen. Der Laserscanner kann hierbei ein eindimensionaler, zweidimensionaler oder dreidimensionaler Laserscanner sein, der entsprechend eine eindimensionale, zweidimensionale oder dreidimensionale Abbildung einer Umgebung der Vermessungsanordnung ermöglicht. Durch entsprechende Verfahren der Datenverarbeitung kann, entsprechend der Bildverarbeitung, eine Objekterkennung in den von dem Laserscanner erzeugten Ausgangssignalen durchgeführt werden. In
Abhängigkeit von erkannten Objekten kann dann eine Bewegung, d.h. eine Positions- und/oder Orientierungsänderung der Vermessungsanordnung zwischen zwei Zeitpunkten, bestimmt werden. Dafür existieren Algorithmen, z.B. der so genannte ICP (iterative dosest point) - Algorithmus.
Alternativ kann das weitere Lageerfassungssystem als Magnetometer ausgebildet sein. Ein Magnetometer bezeichnet hierbei eine Einrichtung zur Erfassung einer magnetischen Flussdichte. Mittels eines Magnetometers kann beispielsweise ein Erdmagnetfeld oder eine Überlagerung aus dem
Erdmagnetfeld und einem weiteren Magnetfeld, welches z.B. von einem elektrischen Generator erzeugt wird, in den geschlossenen Räumlichkeiten erfasst werden. Weiter kann das Magnetometer auch als Lageerfassungssystem verwendet werden.
Weiter alternativ kann ein Neigungssensor als weiteres Lageerfassungssystem verwendet werden. Ein Neigungssensor kann hierbei beispielsweise Änderungen eines Neigungswinkels erfassen. Diese Änderungen des Neigungswinkels können wiederum als Grundlage zur Bestimmung einer Orientierung der Vermessungsanordnung genutzt werden. Beispielsweise kann der
Neigungssensor auch eine aktuelle Winkeldifferenz zu einer Richtung der Erdbeschleunigung erfassen. Somit kann der Neigungssensor entsprechend einer Wasserwaage arbeiten.
Die Ausgangssignale der vorhergehend erläuterten Lageerfassungssysteme können hierbei separat gespeichert oder mit den ersten und zweiten Lage- und/oder Orientierungsdaten, wie vorhergehend erläutert, fusioniert werden.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Vermessung, insbesondere von geschlossenen Räumen und/oder Außenbereichen mit gestörtem oder fehlerhaftem GNSS-Empfang, wobei ein sensorisches System Messdaten erzeugt. Weiter erzeugt ein erstes unreferenziertes Lageerfassungssystem erste Positions- und/oder Orientierungsdaten und mindestens ein zweites
unreferenziertes Lageerfassungssystem zweite Positions- und/oder
Orientierungsdaten. Weiter werden die Messdaten und die, insbesondere zeitlich korrespondierenden, durch die ersten und/oder zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten codierten Positions- und/oder Orientierungsinformationen referenziert zueinander gespeichert.
Das vorgeschlagene Verfahren kann in vorteilhafter Weise zur Inspektion von geschlossen Räumen natürlichen und unnatürlichen Ursprungs, z.B. von Höhlen und Schächten, unter Verwendung von referenzfreien Lageerfassungssystemen verwendet werden. Für das vorgeschlagene Verfahren kann die Registrierung der eingesetzten Lageerfassungssysteme zueinander notwendig sein. Hierbei müssen zeitliche, rotatorische und/oder translatorische Zusammenhänge zwischen den
Lageerfassungssystemen und gegebenenfalls dem Messsystem bestimmt werden, um die Lagedaten fusionieren und in einem Referenzkoordinatensystem bestimmen zu können. Für diese Referenzierung der Lagesensoren sind Verfahren bekannt.
Somit ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren die Inspektion von Gebäuden im Rahmen eines Facility-Managements, z.B. im Rahmen von
Lärmschutzmaßnahmen. Weiter wird die Inspektion von Gebäuden im Rahmen von sicherheitsrelevanten Aufgaben ermöglicht, z.B. für Einsätze der Polizei und Feuerwehr. Weiter ist eine Inspektion von Industrieanlagen, z.B. von Schiffen oder Tanks, möglich.
In einer weiteren Ausführungsform werden die ersten und die zweiten Positionsund/oder Orientierungsdaten zu resultierenden Positions- und/oder
Orientierungsdaten fusioniert, wobei ausschließlich die durch die fusionierten oder resultierenden Positions- und/oder Orientierungsdaten codierten Positions- und/oder Orientierungsinformationen abgespeichert werden. Die fusionierten Positions- und/oder Orientierungsdaten können die Positions- und/oder
Orientierungsinformationen darstellen oder es können die Positions- und/oder Orientierungsinformationen in Abhängigkeit der fusionierten Positions- und/oder Orientierungsdaten bestimmt werden.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine, wie vorhergehend erläutert, verbesserte Genauigkeit der Positions- und/oder Orientierungsinformationen sowie ein verringerter Speicherplatzbedarf. In einer weiteren Ausführungsform ist ein Ursprung eines systemeigenen
Koordinatensystems des ersten unreferenzierten Lageerfassungssystems und ein Ursprung eines systemeigenen Koordinatensystems des zweiten
unreferenzierten Lageerfassungssystems oder ein Ursprung eines gemeinsamen Koordinatensystems zu Beginn eines Betriebs einer Vermessungsanordnung oder zu Beginn einer Messung oder zu einem Zeitpunkt einer Erzeugung eines Initialisierungssignals initialisierbar. Hierbei bedeutet initialisierbar, dass aktuelle Positions- und/oder Orientierungsinformationen bzw. Positions- und/oder Orientierungsdaten ab dem Zeitpunkt der Initialisierung als Referenz- oder
Ursprungskoordinaten verwendet werden. Somit werden die aktuellen Positionsund/oder Orientierungsinformationen bzw. die Positions- und/oder
Orientierungsdaten zurückgesetzt. Ab diesem Zeitpunkt und bis zu einer erneuten Initialisierung werden nunmehr Positions- und/oder
Orientierungsinformationen relativ zu diesem Ursprung bestimmt.
Ein Initialisierungssignal kann beispielsweise durch Betätigung einer entsprechenden Betätigungsvorrichtung, beispielsweise eines Tasters oder Schalters, erzeugt werden. Somit kann ein Benutzer, wenn sich die
Vermessungsanordnung in einer von ihm gewünschten Lage und/oder
Orientierung befindet, die systemeigenen Koordinatensysteme initialisieren. In diesem Fall können alle bisher erzeugten Positions- und/oder
Orientierungsinformationen bzw. Positions- und/oder Orientierungsdaten auf den neu initialisierten Ursprung umgerechnet werden. Somit ist es in vorteilhafter Weise möglich, dass bereits generierte Informationen zur räumlichen
Referenzierung nicht verloren gehen. So kann ein Nutzer beispielsweise eine vollständige Vermessung durchführen und nach der Messung die systemeigenen Koordinatensysteme in einer von ihm gewünschten Position und/oder
Orientierung der Vermessungsanordnung initialisieren.
Beispielsweise kann auf diese Weise ein Bezug zu einem globalen
Koordinatensystem hergestellt werden. So kann die Vermessungsanordnung in eine Position und/oder Orientierung gebracht werden, die in Bezug auf ein gewünschtes globales Koordinatensystem, beispielsweise ein
Koordinatensystem eines GNSS, bekannt ist. Werden die systemeigenen
Koordinatensysteme der Lageerfassungssysteme in dieser Position und/oder Orientierung initialisiert, so kann eine Registrierung zwischen den bereits erzeugten oder noch zu erzeugenden Positions- und/oder Orientierungsinformationen und dem globalen Koordinatensystem bestimmt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass ein Benutzer in erfindungsgemäß vorgeschlagener Weise geschlossene Räumlichkeiten vermisst und nach Abschluss der Vermessung sich aus den geschlossenen Räumen hinaus in einen Freiraum bewegt, in welchem eine Position und/oder Orientierung beispielsweise mittels eines GNSS-Sensors mit ausreichender Genauigkeit bestimmbar sind. Weiter kann, z.B. mittels eines GNSS-Sensors, dann eine aktuelle Position und/oder Orientierung der Vermessungsanordnung in einem Koordinatensystem des GNSS bestimmt werden. Weiter können, wie vorhergehend erläutert, die systemeigenen Koordinatensysteme der Lageerfassungssysteme initialisiert werden und eine Umrechnung der gespeicherten Positions- und/oder
Orientierungsinformationen auf das Koordinatensystem des GNSS erfolgen.
Auch ist es möglich, z.B. bildbasiert, eine Struktur oder ein Objekt zu detektieren, dessen Position und/oder Orientierung in einem globalen Koordinatensystem bekannt ist. Weiter kann eine Position und/oder Orientierung der detektierten Struktur oder des detektierten Objekts in den systemeigenen
Koordinatensystemen der Lageerfassungssysteme bestimmt werden. Schließlich kann dann eine Umrechnung der bereits bestimmten Positions- und/oder Orientierungsinformationen oder noch zu bestimmenden Positions- und/oder Orientierungsinformationen auf das globale Koordinatensystem erfolgen.
In diesem Fall können also die unreferenzierten systemeigenen
Koordinatensysteme der Lageerfassungssysteme auf die Position und/oder Orientierung des Objekts oder der Struktur initialisiert werden.
Wird eine Stereokamera als Lageerfassungssystem verwendet, so kann auch eine räumliche Referenzierung eines 2D-/3D-Umgebungsmodells erfolgen, welches in Abhängigkeit der Bilddaten des Stereokamerasystems erzeugt wird.
Aus den bestimmten und gespeicherten Positions- und/oder
Orientierungsinformationen kann auch eine Trajektorie der Vermessungsanordnung bestimmt werden. Somit ist es möglich, zu einem späteren Zeitpunkt eine Trajektorie in einem 2D-/3D-Modell darzustellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter eine Inspektionskameraeinheit mit einer Inspektionskamera zur Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, Inspektionsfotos von Innenräumen, insbesondere von Schiffen.
Die Erfindung betrifft gleichermaßen ein Verfahren zur Inspektion von
Innenräumen, insbesondere von Schiffen, durch Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, Inspektionsfotos mittels einer Inspektionskameraeinheit.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Sensoreinheit mit Sensormitteln zur messtechnischen Erfassung mindestens einer Eigenschaft von Innenräumen, insbesondere von Schiffen.
Bei der häufig behördlich vorgeschriebenen Inspektion von Innenräumen, z.B. von industriellen Anlagen, insbesondere von Schiffen, dienen Fotos als visuelle Informationsträger zur Dokumentation. Beispielsweise kann anhand von Inspektionsfotos der Strukturzustand eines Schiffes zu einem bestimmten Zeitpunkt dokumentiert werden. Dies ist im Rahmen der Durchführung eines gattungsbildenden Verfahrens bzw. unter Verwendung einer gattungsbildenden Inspektionskameraeinheit insbesondere im Zusammenhang mit Schiffen allgemein üblich. Dabei werden die Inspektionsfotos jedoch unsystematisch gleichsam wie Bilder in einem Schuhkarton verwaltet, ohne dass ein Bezug des jeweiligen Inspektionsfotos hinsichtlich Ort und Orientierung im Schiffskörper gegeben ist. Allenfalls werden manuelle Aufzeichnungen über die Lage von
Inspektionsfotos durch den Inspektor, der die Inspektionsfotos erstellt hat, nach Abschluss eines Inspektionslaufs aus der Erinnerung heraus unsystematisch vermerkt.
Der Nutzen der Inspektionsfotos ist daher mit Nachteil eingeschränkt. Denn sowohl die Wiederauffindbarkeit im Schiffskörper von durch ein Inspektionsfoto dokumentierten Schaden als auch eine historische Auswertung der zeitlichen Entwicklung von Strukturschäden anhand eines Vergleichs von zu
unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen Inspektionsfotos ist mit Nachteil nicht systematisch oder nur mit erhöhtem Aufwand möglich.
Auch ist eine Einordnung von Inspektionsfotos in ein bestehendes Modell beispielsweise des Schiffskörpers aus den geschilderten Gründen nicht oder nur mit erhöhtem Aufwand möglich. Es besteht daher ein Bedarf an einer Inspektionskameraeinheit der eingangs genannten Art sowie an einem Verfahren zur Inspektion von Innenräumen der eingangs genannten Art, welche jeweils den Nutzen der Inspektionsfotos erhöhen und beispielsweise auch eine verbesserte Historienbetrachtung ermöglichen. Ebenso besteht ein Bedarf an einer Sensoreinheit der eingangs genannten Art,
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Inspektionskameraeinheit der eingangs genannten Art, ein Verfahren zur Inspektion der eingangs genannten Art beziehungsweise eine Sensoreinheit anzugeben, welche in dem genannten Sinne verbessert sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe anhand einer Inspektionskameraeinheit mit einer Inspektionskamera zur Aufnahme von, vorzugsweise farbigen,
Inspektionsfotos von Innenräumen, insbesondere von Schiffen, gelöst, welche Referenzierungsmittel zum Referenzieren der Inspektionsfotos aufweist. Im Sinne der vorliegenden Schrift wird unter dem Begriff„Referenzieren" insbesondere die Erfassung von Positions- und/oder Orientierungsdaten verstanden. Dadurch, dass erfindungsgemäß die Inspektionskameraeinheit in der Lage ist, ihre Position und/oder Orientierung zu erfassen, kann jedem mit der Inspektionskamera aufgenommenen Inspektionsfoto automatisch diese
Information beigefügt werden. Dies ermöglicht eine systematische Auswertung der Inspektionsfotos auch bei einer Historienbetrachtung.
Sofern die von den Referenzierungsmitteln erfassten Ortsdaten und
Orientierungsdaten mit einem vorhandenen, externen Koordinatensystem des zu inspizierenden Innenraums, beispielsweise des Schiffes, in Bezug gebracht werden, wenn also eine Registrierung, d.h. eine Bestimmung der
Koordinatentransformation zwischen dem zur Positionierung verwendeten Koordinatensystem mit dem Schiffskoordinatensystem mittels mindestens eines Passpunktes, vorgenommen wird, lassen sich mit Vorteil die im Rahmen der Inspektion mit Hilfe der erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit aufgenommenen Inspektionsfotos dem externen Schiffskoordinatensystem zuordnen. Eine Registrierung im Sinne der Erfindung kann gleichermaßen mittels einer manuellen Zuordnung von Punkten des Schiffskoordinatensystems zu Punkten des zur Positionierung verwendeten Koordinatensystems vorgenommen. Dabei wird beispielsweise durch eine Bedienperson manuell mindestens ein Passpunkt in einem Inspektionsfoto ausgewählt und jeweils einem Ort im Schiffskoordinatensystem zugeordnet.
In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit umfassen die Referenzierungsmittel eine Stereokammer mit einer ersten Referenzierungskamera und einer zweiten Referenzierungskamera, zur Bestimmung von den Inspektionsfotos zuordenbaren relativen Ortsdaten der Inspektionskamera und Orientierungsdaten der Inspektionskamera. Die erste und zweite Referenzierungskamera sind dabei in einer festen räumlichen Anordnung zur Inspektionskamera innerhalb der Inspektionskameraeinheit angeordnet. Anhand der parallel aufgenommenen Referenzierungsbilder der beiden
Referenzierungskameras der Stereokamera kann mittels Bildverarbeitung bei bekanntem festen Abstand zwischen der ersten und zweiten
Referenzierungskamera unter Einsatz von trigonometrischen Berechnungen Ort und Orientierung der Stereokamera und damit der Inspektionskamera in Bezug auf den Innenraum ermittelt werden.
Zur Reduzierung der Datenmenge kann im Rahmen der Erfindung die erste Referenzierungskamera und/oder die zweite Referenzierungskamera als schwarz/weiß Kamera ausgestaltet sein. Für die Zwecke der Referenzierung der Inspektionsfotos wird es in vielen Anwendungsfällen ausreichend sein, lediglich Kontraste, nicht jedoch Farbinformationen, aufzuzeichnen. Die hierdurch mit Vorteil einhergehende erhebliche Datenreduzierung ermöglicht den Einsatz von Bildverarbeitung bei der Referenzierung anhand der von den
Referenzierungskameras aufgenommen Referenzierungsbilder. Mit Vorteil kann eine Referenzierung somit erfindungsgemäß auch in Echtzeit erfolgen. Dies ermöglicht beispielsweise mit Vorteil auch die Aufzeichnung einer Trajektorie, welche die erfindungsgemäße Inspektionskameraeinheit während eines
Inspektionslaufs im Innenraum, also insbesondere im Schiffskörper, durchlaufen ist.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Stereokamera infrarotsensitiv ausgestaltet und umfasst eine Infrarotquelle, wobei vorzugsweise die Infrarotquelle gepulst betreibbar ausgestaltet ist. Da die Inspektion häufig in schlecht beleuchteten oder komplett dunklen Innenräumen erfolgt, ist der Einsatz von Infrarotbildern innerhalb der Stereokamera vorteilhaft. Wenn die
Inspektionsfotos im sichtbaren Bereich, insbesondere farbig, aufgenommen werden, ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Stereokamera als infrarotsensitive Kamera zudem gewährleistet, dass die Infrarotquelle die Inspektionsfotos nicht beeinflusst. Ferner benötigt eine Infrarotquelle mit Vorteil weniger Energie als beispielsweise eine Lichtquelle im sichtbaren Bereich.
Eine gepulste Betriebsweise der Infrarotquelle vermindert mit Vorteil den Energiebedarf der Infrarotquelle. Dies ist vorteilhaft mit Blick darauf, dass die erfindungsgemäße Inspektionskameraeinheit als portables Gerät, beispielsweise als Helmkameraeinheit, ohne externe Energieversorgung betrieben wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Inspektionskameraeinheit weist die Stereokamera eine Bildverarbeitungseinheit zum Referenzieren anhand eines Bildvergleichs eines mit der ersten
Referenzierungskamera aufgenommenen ersten Referenzierungsbildes mit einem parallel mit der zweiten Referenzierungskamera aufgenommenen zweiten Referenzierungsbildes auf. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es mit Vorteil, eine Bestimmung von den Inspektionsfotos zugeordneten Ortsdaten und Orientierungsdaten auf Seiten der Inspektionskameraeinheit, insbesondere in Echtzeit, vorzunehmen. Mit Vorteil kann auf diese Weise lediglich ein
Parametersatz zur Kennzeichnung der Ortsdaten, also typischerweise ein
Koordinatentriplet, sowie Orientierungsdaten, typischerweise ein Winkeltriplet, aufgezeichnet werden. Der Speicherbedarf gegenüber der Abspeicherung der vollständigen Referenzbilder ist mit Vorteil erheblich niedriger.
Besonders günstig ist es, wenn im Rahmen der Erfindung der Bildvergleich eine Auswahl mindestens eines Auswertemusters in dem ersten Referenzierungsbild, ein Auffinden des Auswertemusters in dem zweiten Referenzierungsbild und eine Bestimmung der Position des Auswertemusters innerhalb des ersten
Referenzierungsbildes und innerhalb des zweiten Referenzierungsbildes umfasst. Unter Berücksichtung des bekannten Abstands der ersten
Referenzierungskamera von der zweiten Referenzierungskamera lässt sich durch Kenntnis der Positionen des Auswertemusters innerhalb der beiden
Referenzierungsbilder anhand trigonometrischer Berechnungen Ort und Orientierung der Stereokamera und, bei bekannter, feststehender relativer Anordnung der Inspektionskamera zur Stereokamera, Ort und Orientierung der Inspektionskamera ermitteln.
Die Referenzierung gestaltet sich besonders verlässlich, wenn in Ausgestaltung der Erfindung das Auswertemuster einen Bildbereich mit einem maximalen Kontrast umfasst.
In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit umfasst sie einen Beschleunigungssensor und/oder einen Neigungssensor. Dadurch, dass erfindungsgemäß ein Beschleunigungssensor vorgesehen sein kann, gestaltet sich die Ortsbestimmung und/oder Orientierungsbestimmung mit Vorteil noch zuverlässiger. Denn es steht eine zusätzliche Messgröße zur Verfügung, welche eine Referenzierung der Inspektionsfotos ermöglicht. Wenn beispielsweise die Referenzierungsbilder nicht auswertbar sind, weil sie beispielsweise verwackelt sind oder weil eine Störung im Strahlengang vorhanden ist, kann ausgehend von dem anhand der Stereokamera zuletzt ermittelten Wert für Ort und Orientierung anhand der Auswertung das Beschleunigungssensor und/oder des
Neigungssensors ermittelt werden, an welcher aktuellen Position und in welcher aktuellen Orientierung sich die Inspektionskamera befindet. Dieses ist insbesondere vorteilhaft, um eine lückenlose Trajektorie, welche die
Inspektionskameraeinheit während eines Inspektionslaufs in dem zu
inspizierenden Innenraum, beispielsweise im Schiffskörper, durchlaufen ist, zu ermitteln. Aber auch in Fällen, in denen die Referenzierungsbilder
uneingeschränkt für die Referenzierung nutzbar sind, sind Daten eines zusätzlichen Beschleunigungssensors und/oder eines zusätzlichen
Neigungssensors vorteilhaft. Denn das Suchfeld zum Auffinden der momentanen Position des Auswertemusters kann gezielt eingeschränkt werden aufgrund der Kenntnis der voraussichtlichen Position des Auswertemusters auf dem
Referenzierungsbild. Dadurch lässt sich die Rechenzeit mit Vorteil reduzieren. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Inspektionskameraeinheit sind die Referenzierungsmittel zur Auswertung von Daten bezüglich eines Öffnungswinkels der Inspektionskamera ausgestaltet. Die zusätzliche Kenntnis des Öffnungswinkels der Inspektionskamera ermöglicht in Verbindung mit der Kenntnis der Registrierung in Bezug auf ein
Koordinatensystem des zu untersuchenden Innenraums, also insbesondere des zu untersuchenden Schiffes, die Feststellung, ob zwei gegebene
Inspektionsfotos denselben Abschnitt des gegebenen Innenraums zeigen. Dabei kann im Rahmen der Erfindung die Zuordnung zu einem
Schiffskoordinatenmodell dazu dienen, eine Schnittfläche des Erfassungswinkels der Inspektionskamera mit Wandungen des Schiffsinnenraumes zu bestimmen. All dies ist entscheidend für eine Historienanalyse, wenn beispielsweise durch Vergleich von zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen Inspektionsfotos festgestellt werden soll, ob ein Strukturschaden sich vergrößert oder in sonstiger Weise verändert hat. Allgemein lässt sich auf diese Weise im Rahmen der Erfindung die Entwicklung von Befunden mit der Zeit beobachten, wobei in diesem Sinne der Begriff Befund beispielsweise auch der Zustand einer
Beschichtung oder das Vorhandensein von Schlamm oder anderen
Ablagerungen an einem Ort umfassen kann.
In anderer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die erste
Referenzierungskamera oder die zweite Referenzierungskamera die
Inspektionskamera. Die Komplexität der erfindungsgemäßen
Inspektionskameraeinheit lässt sich auf diese Weise mit Vorteil reduzieren. Es wird also erfindungsgemäß neben der ohnehin für die Aufnahme der
Inspektionsfotos vorhandenen Inspektionskamera lediglich eine zusätzliche Referenzierungskamera vorgesehen, wobei ein Bildvergleich zwischen dem Referenzierungsbild der Referenzierungskamera und dem Inspektionsfoto vorgenommen wird. Sofern es sich bei der Inspektionskamera um eine
Farbkamera handelt, kann der Bildvergleich nach Umrechnung des
Inspektionsfotos in ein schwarz/weiß Foto erfolgen.
Es ist im Rahmen der Erfindung vorteilhaft, wenn visuelle Positionsanzeigemittel, vorzugsweise eine Laserlichtquelle umfassend, zur Anzeige eines aufgrund des Ortes und der Orientierung der Inspektionskamera von einem Inspektionsfoto erfassbaren Objektbereichs vorgesehen sind. Beispielsweise kann mittels Laserlicht ein Fadenkreuz auf den Objektbereich projiziert werden, welches den Mittelpunkt eines Inspektionsfotos anzeigt, wenn ein solches aufgenommen wird. Dies kann von großem Vorteil sein, wenn die erfindungsgemäße
Inspektionskameraeinheit beispielsweise als Helmkamera vom Inspektor getragen wird und sich der Blickwinkel des Inspektors von dem„Blickwinkel" der Inspektionskamera unterscheidet.
Um eine problemlose Referenzierung in Echtzeit zu begünstigen, ist es in Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn der Bildvergleich lediglich auf Basis eines Teilbereichs, insbesondere eine im Wesentlichen linienartigen Bereichs, beider Referenzierungsbilder erfolgt. Konkret kann also ein im ersten Referenzierungsbild ausgewähltes Auswertemuster im zweiten
Referenzierungsbild auf eine Linier gesucht werden, wenn die Kenntnis der geometrischen Anordnung der beiden Referenzierungskamera der Stereokamera oder Daten aus einem Beschleunigungssensor und/oder Daten aus einem Neigungssensor berücksichtigt werden.
Die erfindungsgemäße Inspektionskameraeinheit ermöglicht die Abspeicherung einer Trajektorie, wenn eine Speichereinheit vorgesehen ist, um eine zeitliche Reihe von Inspektionsfotos und eine zeitliche Reihe von relativen Ortsdaten der Inspektionskamera und/oder Orientierungsdaten der Inspektionskamera abzuspeichern.
Eine vollständige Entkopplung der Ortsbestimmung von der Aufnahme der Inspektionsfotos wird in Ausgestaltung der Erfindung erzielt, wenn die
Inspektionskamera zwischen der ersten Referenzierungskamera und der zweiten Referenzierungskamera angeordnet ist. In dieser Ausgestaltung ist somit die Inspektionskamera insbesondere separat von der ersten und zweiten
Referenzierungskamera ausgestaltet.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein Verfahren zur Inspektion von Innenräumen, insbesondere von Schiffen, durch Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, Inspektionsfotos mittels einer
Inspektionskamera gelöst, bei welchem die Inspektionsfotos referenziert werden, in dem bei der Aufnahme relative Ortsdaten der Inspektionskamera und
Orientierungsdaten der Inspektionskamera bestimmt und den Inspektionsfotos zugeordnet werden, wobei vorzugsweise die Inspektionskamera nach einem der Ansprüche 1 1 - 24 ausgestaltet ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet es ein Verfahren zur Vermaßung von Strukturen in den Innenräumen anhand der Inspektionsfotos, umfassend: - Auswählen in einem Inspektionsfoto zweier Inspektionsfotobildpunkte,
- anschließend Bestimmen in dem ersten Referenzierungsbild und in dem zweiten Referenzierungsbild den ausgewählten Inspektionsfotobildpunkten entsprechender Referenzierungsbildpunkte
- und Berechnen deren euklidischen Abstands.
Hinsichtlich der Sensoreinheit wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine Sensoreinheit mit Sensormitteln zur messtechnischen Erfassung mindestens einer Eigenschaft von Innenräumen, insbesondere von Schiffen, gelöst, welche zwecks Bestimmung einer durch relative Ortsdaten und
Orientierungsdaten gekennzeichneten Lage der Sensormittel mit
Lagegebermitteln zum Zusammenwirken mit den Referenzierungsmitteln einer Inspektionskameraeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14 versehen ist. Beispielsweise kann die Sensoreinheit einen Ultraschalldickemesssensor als Sensormittel aufweisen, zur ultraschallbasierten Messung der Dicke
beispielsweise einer Stahlplatte eines Schiffsinnenraums. Dadurch, dass erfindungsgemäß die Sensoreinheit mit Lagegebermitteln versehen ist, kann in Zusammenwirken mit einer Inspektionskameraeinheit wie oben beschrieben die Lage der Sensormittel, also beispielsweise die Lage des
Ultraschalldickemesssensors, bestimmt werden. Auf diese Weise lässt sich mit Vorteil festhalten, an welchem Ort und in welcher Orientierung sich
beispielsweise der Ultraschalldickemesssensor zum Zeitpunkt der Aufnahme des Messwertes befand. Dazu muss er bei der messtechnischen Erfassung der Dicke im Sichtfeld der Referenzierungsmittel der Inspektionskameraeinheit angeordnet sein.
In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit umfassen die Lagegebermittel voneinander auf einer Sensorachse beabstandet angeordnete, einen optischen Kontrast hervorrufende, insbesondere punktartige, Bereiche. Diese Bereiche können im Rahmen der Erfindung mit Vorteil bei dem oben beschriebenen Bildvergleich der Bilder zweier Referenzierungskameras als Auswertemuster mit einem maximalen Kontrast herangezogen werden.
Die Lagegebermittel können in weiterer günstiger Ausgestaltung der Erfindung zuschaltbar ausgeschaltet sein. Insbesondere können die Lagegebermittel mindestens eine punktförmige
Lichtquelle aufweisen. Beispielsweise kann der Lagegeber aus zwei voneinander beabstandet angeordneten Leuchtdioden aufgebaut sein, welche bei Auslösung der Speicherung eines Messsignals, beispielsweise einer
Ultraschalldickemessung, kurzzeitig eingeschaltet werden, um auf diese Weise als Auswertemuster mit maximalem Kontrast von den Referenzierungskameras erfasst werden zu können.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert.
Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
Figur 1 : ein schematisches Blockschaltbild einer Vermessungsanordnung.
Figur 1 a: perspektivische schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit;
Figur 2: beispielhafte Veranschaulichung eines Ausführungsbeispiels des von der Inspektionskameraeinheit gemäß Fig. 1 a eingesetzten
Bildverarbeitungsverfahrens;
Figur 3: schematische Darstellung der Veranschaulichung im Rahmen der Erfindung möglicher Ausgestaltungen einer Inspektionskameraeinheit;
Figur 4: beispielhafte Veranschaulichung einer Ausführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 5: schematische Veranschaulichung der Durchführung einer
Dickenmessung mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit im
Zusammenwirken mit einer erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vermessungsanordnung 1 in einem schematischen Blockschaltbild dargestellt. Die Vermessungsanordnung 1 umfasst ein sensorisches System 2 zur Erzeugung von Messdaten. Das sensorische System 2 umfasst hierbei einen Sensor 3, z.B. einen Feuchtesensor. Weiter umfasst das sensorische System 2 eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 4, die Ausgangssignale des Sensors 3 vorverarbeiten kann und einen Betrieb des Sensors 3 steuert. Weiter dargestellt ist, dass das sensorische System 2 eine Betätigungseinrichtung 5 zur Aktivierung des sensorischen Systems 2 oder der Vermessungsanordnung 1 umfasst, die beispielsweise als Schalter ausgebildet sein kann.
Weiter umfasst die Vermessungsanordnung 1 ein kombiniertes
Lageerfassungssystem 6. Das kombinierte Lageerfassungssystem 6 umfasst als erstes unreferenziertes Lageerfassungssystem einen Inertialsensor 7. Weiter umfasst das kombinierte Lageerfassungssystem 6 als zweites unreferenziertes Lageerfassungssystem ein Stereokamerasystem, welches eine erste Kamera 8 und eine zweite Kamera 9 umfasst. Das erste unreferenzierte
Lageerfassungssystem erfasst erste Positions- und Orientierungsdaten mit Bezug auf ein systemeigenes dreidimensionales Koordinatensystem 1 1.
Entsprechend erfasst das zweite unreferenzierte Lageerfassungssystem zweite Positions- und Orientierungsdaten mit Bezug auf ein systemeigenes
dreidimensionales Koordinatensystem 12. Hierbei erfasst die erste Kamera 8 und die zweite Kamera 9 jeweils Bilddaten in einem zweidimensionalen
kameraeigenen Koordinatensystem 13, 14, wobei die Bilddaten in diesen Koordinatensystemen 13, 14 dann von einer weiteren Steuer- und
Auswerteeinrichtung 10 in das systemeigene dreidimensionale
Koordinatensystem 12 umgerechnet werden. Somit werden erste Positionsund/oder Orientierungsdaten von dem Inertialsensor 7 und Bilddaten von den Kameras 8, 9 des Stereokamerasystems an die weitere Steuer- und
Auswerteeinrichtung 10 übertragen, die aus den Ausgangssignalen Positions- und/oder Orientierungsinformationen berechnet, wobei die in den
Ausgangssignalen des Inertialsensors 7 kodierten ersten Positions- und/oder Orientierungsdaten mit den in den Bilddaten der Kameras 8, 9 kodierten Positions- und/oder Orientierungsdaten miteinander fusioniert werden. Die berechneten Positions- und/oder Orientierungsinformationen können z.B.
referenziert zu einem vermessungsanordnungsfesten Koordinatensystem 15 sein. Hierbei kann die Auswerte- und Recheneinrichtung 10 auch Methoden der Bildverarbeitung durchführen. Weiter werden sowohl die von der ersten Steuer- und Auswerteeinrichtung 4 als auch die von der weiteren Steuer- und Auswerteeinrichtung 10 bestimmten Daten in einer Speichereinrichtung 16 referenziert zueinander gespeichert. Somit sind also vorverarbeitete Messdaten räumlich referenziert zu einem gemeinsamen Koordinatensystem, nämlich dem vermessungsanordnungsfesten Koordinatensystem 15, des Inertialsensors 7 und des Stereokamerasystems gespeichert. Das vermessungsanordnungsfeste Koordinatensystem 15 ist hierbei läge- und rotationsfest gegenüber der
Vermessungsanordnung 1.
Das sensorische System 2 und die Elemente des kombinierten
Lageerfassungssystems 6 sind ebenfalls orts- und drehfest zueinander auf oder in der Vermessungsanordnung 1 angeordnet. Insbesondere sind auch die Kameras 8, 9 sowie der Initialsensor 7 orts- und drehfest zueinander angeordnet. Dies bedeutet, dass sich eine Registrierung zwischen den einzelnen
Ausgangsdaten während des Betriebes nicht ändert.
Auch können das sensorische System 2 und die Elemente des kombinierten Lageerfassungssystems 6 mechanisch lose gekoppelt sein, z.B. wenn es die Anforderungen an die Genauigkeit der räumliche Referenzierung zulassen.
Mechanisch lose kann beispielsweise bedeuten, dass die mechanische Kopplung derart ausgebildet ist, dass sich eine Position des sensorischen Systems 2 immer innerhalb eines Kugelvolumens mit einem vorbestimmten Radius befindet, wobei ein Mittelpunkt des Kugelvolumens referenziert zu den Positions- und/oder Orientierungsinformationen bekannt ist. Dies gestattet beispielsweise eine Feuchtemessung per Hand direkt an einer Schiffswand.
Die weitere Steuer- und Auswerteeinrichtung 10 kann hierbei in Echtzeit eine Lage in drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden, bezogen auf das vermessungsanordnungsfeste Koordinatensystem 1 15, bestimmen.
Zusätzlich kann die weitere Steuer- und Auswerteeinrichtung 10 aus den
Ausgangssignalen der Kameras 8, 9 ein 3D-Modell erzeugen. Informationen des 3D-Modells können ebenfalls in der Speichereinrichtung 16 räumlich referenziert gespeichert werden. Die Figur 1 a zeigt eine Inspektionskameraeinheit 101 , welche auf einem Arbeitshelm 102 befestigt ist. Die genaue Art der Befestigung der
Inspektionskameraeinheit 101 am Arbeitshelm 102 ist der Darstellung gemäß Figur 1 a nicht zu entnehmen. Sie kann in beliebiger, dem
Fachmann wohl bekannter Weise erfolgen.
Die Inspektionskameraeinheit 1a weist einen Gehäuserahmen 103 auf, auf welchem diverse Einzelkomponenten, welche nachstehend näher beschrieben werden, in festen Positionen zueinander angebracht sind. Zum einem ist an dem Gehäuserahmen 103 eine Inspektionskamera 104 befestigt. Die Inspektionskamera 104 ist als digitale Farbkamera mit geeigneter Auflösung ausgestaltet.
Weiterhin ist auf dem Gehäuserahmen 103 eine Stereokamera 105 fixiert. Die Stereokamera 105 weist eine erste Referenzlerungskamera 106 und eine in einem Abstand 107 zur ersten Referenzlerungskamera 106 parallel zu dieser angeordnete zweite Referenzlerungskamera 108 auf. Die erste Referenzlerungskamera 106 und die zweiter Referenzlerungskamera 108 sind jeweils als digitale infrarotsensitive schwarz/weiß Kameras
ausgestaltet, welche also lediglich einen Intensitätswert pro Bildpunkt aufzeichnen. Jeder Referenzlerungskamera 106, 108 ist eine gepulst ansteuerbare Infrarotlichtquelle 109 bzw. 110 zugeordnet. Eine
Bildeintrittsebene bei der Referenzlerungskamera 106 und 108 ist deckungsgleich. Die Bildeintrittsebene der Referenzierungskameras 106, 108 liegt jedoch vor einer Bildeintrittsebene der Inspektionskamera 104. Diese Verhältnisse sind in der perspektivischen Ansicht gemäß Figur 1a zu erkennen.
Die Inspektionskamera 104 ist zwischen der ersten
Referenzlerungskamera 106 und der zweiten Referenzlerungskamera 108 auf einer zentralen Verbindungslinie 110 zwischen den Referenzierungskameras 106, 108 derart angeordnet, dass die optischen Achsen der Referenzierungskameras 106, 108 parallel zur optischen Achse des Stereokamera 105 ausgerichtet sind. An dem Gehäuserahmen 03 ist ferner eine Lichtquelle 111 zur
Ausleuchtung mit sichtbarem Licht angeordnet. Die sichtbare Lichtquelle 11 1 ist über eine nicht dargestellte Steuerung der Inspektionskamera 104 mit der Inspektionskamera 104 synchron nach Art eines Blitzlichtes betreibbar. In dem Gehäuserahmen 103 sind ferner eine Bildverarbeitungseinheit zur Durchführung eines Bildvergleichs eines mit der ersten
Referenzierungskamera 106 aufgenommenen ersten
Referenzierungsbildes mit einem parallel mit der zweiten
Referenzierungskamera 108 aufgenommenen zweiten
Referenzierungsbildes befestigt. Außerdem ist am Gehäuserahmen 103 eine Speichereinheit zum Abspeichern einer zeitlichen Reihe von
Inspektionsfotos der Inspektionskamera 104 sowie einer zeitlichen Reihe von Ortsdaten der Inspektionskamera 104 und Orientierungsdaten der Inspektionskamera 104 vorgesehen. Die Speichereinheit und die
Bildverarbeitungseinheit sind in der Figur 1a nicht zu erkennen. Sie können im Rahmen der Erfindung insbesondere in einer separaten portablen Einheit, die beispielsweise nach Art eines Rucksacks
ausgestaltet sein kann, vorgesehen sein.
Außerdem weist die Inspektionskameraeinheit 01 einen an dem
Gehäuserahmen 103 befestigten Beschleunigungssensor 1 12 sowie einen ebenfalls an dem Gehäuserahmen 103 befestigten Neigungssensor 113 auf. Der Beschleunigungssensor 112 ist beispielsweise auf Basis eines pieoelektischen Sensors aufgebaut. Der Neigungssensor 113 kann in jeder dem Fachmann wohl bekannten Art ausgestaltet sein.
Beispielsweise können im Rahmen der Erfindung kapazitive
Flüssigkeitsneigungssensoren eingesetzt werden. Schließlich ist auf dem Gehäuserahmen 103 ein Laserpointer 124 angebracht, welcher ein Fadenkreuz an einem Objekt im Innenraum 121 anzeigt, zur Markierung des Mittelpunkts des Objektbereichs, welches von einem Inspektionsfoto 122 erfasst wird, wenn ein Inspektionsfoto 122 aufgenommen wird.
In der Figur 2 ist beispielhaft das der erfindungsgemäßen
Inspektionskameraeinheit 101 zugrundeliegende Prinzip zur Bestimmung von Ortsdaten und Orientierungsdaten anhand eines Bildvergleichs eines mit der ersten Referenzierungskamera 106 aufgenommenen ersten Referenzierungsbildes 114 mit einem parallel mit der zweiten
Referenzierungskamera 108 aufgenommenen zweiten
Referenzierungsbildes 115 gezeigt. In Figur 2 sind die
Referenzierungsbilder 114, 115 in einer Graustufendarstellung zur Veranschaulichung der zu einem Bildpunkt gehörenden Intensität des Infrarotlichtes dargestellt.
In einem ersten Schritt wird in dem ersten Referenzierungsbild 114 ein Auswertemuster 116 ausgewählt. Das Auswertemuster 116 betrifft einen Bildbereich mit einem maximalen Kontrast, nämlich den Übergang von schwarz nach weiß. Im zweiten Schritt wird das Auswertemuster 1 16 in dem parallel aufgenommenen zweiten Referenzierungswert 1 15 aufgesucht, entsprechend dem parallelen Auswertemuster 117.
Anschließend wird eine Position des Auswertemusters 1 16 innerhalb des ersten Referenzierungsbildes 1 14 ermittelt und die zu dieser Position gehörenden Koordinaten (x,y) werden aufgezeichnet. Entsprechend wird eine Position des parallelen Auswertemusters 117 innerhalb des zweiten Referenzierungsbildes 115 ermittelt und mit den Koordinaten (x',y') aufgezeichnet. Unter Berücksichtigung der geometrischen relativen Anordnung der ersten Referenzierungskamera 106 zu der zweiten Referenzierungskamera 108 sowie gegebenenfalls unter Berücksichtigung von Daten des
Beschleunigungssensors 1 12 und/oder des Neigungssensors 13 kann gemäß der Erfindung der Bildvergleich beim Aufsuchen des parallelen Auswertemusters 117 in dem zweiten Referenzierungsbild 1 15 auf einen im wesentlichen linienartigen bzw. rechteckartigen Bereich 118 beschränkt werden, um die Rechenzeit zu vermindern.
Anhand der durch die Koordinaten (x,y) bzw. (χ', y') -charakterisierten Positionen des Auswertemusters 1 16 im ersten Referenzierungsbild 1 14 bzw. des parallelen Auswertemusters 117 im zweiten Referenzierungsbild 115 wird anhand triogonometrischer Berechnungen unter
Berücksichtigung des Abstands 107 zwischen der ersten
Referenzierungskamera 106 und der zweiten Referenzierungskamera 108 Ort und Orientierung der Stereokamera 105 und aufgrund der bekannten Anordnung der Inspektionskamera 104 relativ zur Stereokamera 105 auch der Inspektionskamera 104 vorgenommen.
In Figur 3 sind unterschiedliche Befestigungsmöglichkeiten im Rahmen der Erfindung der Inspektionskameraeinheit 101 gemäß Figur 1 a rein schematisch gezeigt. Links im Bild ist veranschaulicht, dass die
Inspektionskameraeinheit 101 an einer Art Weste 1 19 im Brustbereich eines Inspektors 120 befestigt sein kann.
Im mittleren Teil der Figur 3 ist eine Anbringung der erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit 101 auf einem Arbeitshelm 102 veranschaulicht. Schließlich zeigt der rechte Teil der Figur 3 die Anbringung der
erfindungsgemäßen Inspektionskameraeinheit 101 an einer Weste 119 im Nackenbereich des Inspektors 120. ln Figur 4 ist veranschaulicht, wie im Rahmen der Erfindung eine
Registrierung, d.h. Ausrichtung der im Rahmen der von der
Inspektionskameraeinheit 101 nach der Erfindung gewonnenen
Referenzierungsdaten anhand eines externen Models des Innenraums, beispielsweise eines Schiffes, erfolgt. Dazu wird mit der
Inspektionskameraeinheit 101 in dem zu inspizierenden Innenraum 121 ein Inspektionsfoto 122 einmalig manuell einem dreidimensionalen Model 123 des Innenraumes 121 zugeordnet.
Anhand der Figuren 1 a - 4 ist somit eine Inspektionskameraeinheit 101 sowie ein Verfahren zur Inspektion von Innenräumen 121 vorgeschlagen, welche mit Vorteil eine Zuordnung der gewonnenen Inspektionsfotos 122 zu einem existierenden dreidimensionalen Modell 123 ermöglichen. Der Nutzen der Inspektionsfotos 122 erhöht sich dadurch erheblich.
Beispielsweise können Historienenbetrachtungen durch Vergleich von zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen Inspektionsfotos 122 vorgenommen werden, da feststellbar ist, welche Inspektionsfotos 122 denselben Bereich des Innenraums 121 zeigen. Für die Feststellung kann auch ein bekannter Öffnungswinkel der Inspektionskamera 104
berücksichtigt werden, welcher Anhand der Kenntnis von Lage und Orientierung der Inspektionskamera 104 einen Blickkegel definiert, dessen Schnittebene mit dem dreidimensionalen Modell 123 des Innenraumes 121 den erfassten Objektbereich angibt.
Hierdurch ist mit Vorteil eine Inspektionskameraeinheit sowie ein zugehöriges Verfahren geschaffen, welches sich im Innenraum einsetzen lassen, wo in der Regel ein Zugriff auf beispielsweise satellitengestützte Positionsbestimmungsverfahren nicht möglich ist. Zudem muss der Innenraum nicht zuvor mit Vorrichtungen versehen werden, welche eine Ortung ermöglichen. Die Figur 5 veranschaulicht schematisch die Durchführung einer
Dickenmessung mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 125 zur Ultraschalldickenmessung. Die Sensoreinheit 125 weist einen
Ultraschalldickemesssensor 126, eine Sensorbedienungseinheit 127, einen Sensordatenspeicher 128 sowie einen Lagegeber 129 auf. In dem in Figur 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die
Sensorbedienungseinheit 127 und der Sensordatenspeicher 128 über ein Kabel mit der Einheit aus dem Sensorkopf 126 und dem Lagegeber 129 verbunden. Dies eröffnet die Möglichkeit, die Sensorbedienungseinheit 127 und den Sensordatenspeicher 128 beispielsweise in einem Rucksack, den eine Bedienperson auf dem Rücken trägt, anzuordnen, um die den eigentlichen Sensorkopf 126 enthaltende Einheit leicht und dadurch gut handhabbar auszugestalten.
Der Lagegeber 129 ist in Verlängerung des Sensorkopfes 126 sich an diesen anschließend auf der Sensorkopfachse 130 angeordnet. Der
Lagegeber 129 weist zwei voneinander entlang der Sensorkopfachse 130 beabstandet angeordnete Leuchtdioden 131 , 132 auf. Die Leuchtdioden 131 , 132 sind mit der Sensorbedienungseinheit 127 derart verbunden, dass bei Auslösung der Speicherung eines Messsignals des Sensorkopfes 126 in dem Sensordatenspeicher 128 die Leuchtdioden 131 , 132 kurzzeitig eingeschaltet werden. Die Leuchtdioden senden gemäß dem in Figur 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiel Infrarotlicht aus.
Die in Figur 5 veranschaulichte Sensoreinheit 125 wirkt bei
bestimmungsgemäßem Gebrauch mit einer infrarotsensitiven
Stereokamera 105 als Bestandteil einer Inspektionskameraeinheit 101 beispielsweise gemäß Figur 1a wie folgt zusammen.
Wenn über die Sensorbedienungseinheit 127 die Speicherung eines Messsignals des Sensorkopfes 126 zur Ultraschalldickemessung eines zu vermessenden Objekts, wie zum Beispiel einer Stahlplatte 133, ausgelöst wird, werden die Leuchtdioden 131 , 132 kurzzeitig eingeschaltet. Die Leuchtdioden 131 , 132 strahlen dann Infrarotlicht 134 ab.
Die Referenzierungskameras 106, 107 der Stereokamera 105 als
Bestandteil einer Inspektionskamera 101 nehmen sodann die
Sensoreinheit 125 jeweils auf. Dabei weisen aufgrund des abgestrahlten Infrarotlichts 134 die die Leuchtdioden 131 , 132 aufweisenden Abschnitte des Lagegebers 129 einen erhöhten Kontrast auf. Aufgrund des erhöhten Kontrasts ist es der Stereokamera 105 anhand des weiter oben
beschriebenen Verfahrens möglich, Ort und Lage des Sensorkopfs 126 der Sensoreinheit 125 zum Zeitpunkt der Auslösung der Speicherung eines Messsignals im Sensordatenspeicher 128 aufzuzeichnen.
Voraussetzung ist, dass bei der Auslösung der Speicherung eines
Messsignals die Sensoreinheit 125 und insbesondere der Lagegeber 129 im Sichtfeld der beiden Referenzierungskameras 106, 107 befindlich ist.
Mit Vorteil ist es mit der erfindungsgemäß ausgestalteten Sensoreinheit 125 möglich, auch Ort und Lage des Sensorkopfs 126 zum Zeitpunkt der Speicherung eines Messsignals aufzuzeichnen. Dies ermöglicht es beispielsweise im Falle einer Ultraschalldickemessung der Stahlplatte 133, dem gewonnenen Dickenmesswert eine genaue Lage und Richtung der Dickenmessung zuzuordnen. Ort und Lage werden dabei relativ zu Ort und Lage der Stereokamera 105 aufgezeichnet. Ort und Lage der
Stereokamera 105 lassen sich anhand des oben beschriebenen
Verfahrens mittels Referenzierung einem externen Koordinatensystem wie zum Beispiel einem Schiffskoordinatensystem zuordnen. 101 Inspektionskameraeinheit
102 Arbeitshelm
103 Gehäuserahmen
104 Inspektionskamera
105 Stereokamera
106 erste Referenzierungskamera
107 Abstand
108 zweite Referenzierungskamera
109 Infrarotlichtquelle
1 10 zentrale Verbindungslinie
1 1 Lichtquelle
2 Beschleunigungssensor
1 13 Neigungssensor
114 erstes Referenzierungsbild
1 15 zweites Referenzierungsbild
1 16 Auswertemuster
117 paralleles Auswertemuster
1 18 rechteckartiger Teilbereich
1 19 Weste
120 Inspekteur
121 Innenraum
122 Inspektionsphoto
123 dreidimensionales Modell
124 Laserpointer
125 Sensoreinheit
126 Sensorkopf
127 Sensorbedienungseinheit 128 Sensordatenspeicher
129 Lagegeber
130 Sensorkopfachse
131 Leuchtdiode
132 Leuchtdiode
133 Stahlplatte
134 IR-Licht

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Inspektionskameraeinheit (101) mit einer Inspektionskamera (104) zur Aufnahme von, vorzugsweise farbigen, Inspektionsphotos (122) von Innenräumen (121), insbesondere von Schiffen, dadurch gekennzeichnet, dass sie Referenzierungsmittel (105) zum Referenzieren der Inspektionsphotos (122) aufweist.
Inspektionskameraeinheit (101) nach Anspruch 1 , dad u rch gekennzeichnet, dass die Referenzierungsmittel eine
Stereokamera (105) mit einer ersten Referenzierungskamera (106) und einer zweiten Referenzierungskamera (108) umfassen, zur Bestimmung von den Inspektionsphotos (122) zuordenbaren relativen Ortsdaten der Inspektionskamera (104) und
Orientierungsdaten der Inspektionskamera (104).
Inspektionskameraeinheit (101) nach Anspruch 2, dad u rch gekennzeichnet, dass die erste
Referenzierungskamera (106) und/oder die zweite
Referenzierungskamera (108) als schwarz-weiß Kamera ausgestaltet ist.
Inspektionskameraeinheit (101) nach Anspruch 2 oder3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stereokamera (105)
infrarotsensitiv ausgestaltet ist und eine Infrarotquelle (109) umfasst, wobei vorzugsweise die Infrarotquelle (109) gepulst betreibbar ausgestaltet ist.
Inspektionskameraeinheit (101 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stereokamera (105) eine Bildverarbeitungseinheit zum Referenzieren anhand eines Bildvergleichs eines mit der ersten Referenzierungskamera (106) aufgenommenen ersten Referenzierungsbildes (114) mit einem parallel mit der zweiten Referenzierungskamera (108)
aufgenommenen zweiten Referenzierungsbild (115) aufweist.
6. Inspektionskameraeinheit (101 ) nach Anspruch 5, d a d u rc h
gekennzeichnet, dass der Bildvergleich eine Auswahl mindestens eines Auswertemusters (116) in dem ersten
Referenzierungsbild (114), ein Auffinden des Auswertemusters (117) in dem zweiten Referenzierungsbild (115) und eine Bestimmung der Position (x,y) des Auswertemusters (116, 117) innerhalb des ersten Referenzierungsbildes (114) und innerhalb des zweiten
Referenzierungsbildes (115) umfasst.
7. Inspektionskameraeinheit (101) nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass das Auswertemuster (116) einen Bildbereich mit einem maximalen Kontrast umfasst. 8. Inspektionskameraeinheit (101 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dad u rch gekennzeichnet, dass sie einen Beschleunigungssensor (112) und/oder einen Neigungssensor (113) umfasst.
9. Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Referenzierungsmittel zur Auswertung von Daten bezüglich eines Öffnungswinkels der Inspektionskamera (104) ausgestaltet sind.
10. Inspektionskameraeinheit (101 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Referenzierungskamera (106) oder die zweite
Referenzierungskamera (108) die Inspektionskamera (104) ist.
1 . Inspektionskameraeinheit (101 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass visuelle Positionsanzeigemittel, vorzugsweise eine Laserlichtquelle (124) umfassend, zur Anzeige eines aufgrund des Ortes und der
Orientierung der Inspektionskamera (104) von einem
Inspektionsphoto (122) momentan erfassbaren Objektbereichs vorgesehen sind.
12. Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Bildvergleich lediglich auf Basis eines Teilbereichs (118), insbesondere eines im wesentlichen linienartigen Bereichs, beider Referenzierungsbilder (114, 115) erfolgt.
13. Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Speichereinheit vorgesehen ist, um eine zeitliche Reihe von
Inspektionsphotos (122) und eine zeitliche Reihe von relativen Ortsdaten der Inspektionskamera (104) und/oder Orientierungsdaten der Inspektionskamera (104) abzuspeichern.
14. Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Inspektionskamera (104) zwischen der ersten
Referenzierungskamera (106) und der zweiten
Referenzierungskamera (108) angeordnet ist.
15. Verfahren zur Inspektion von Innenräumen (121), insbesondere von Schiffen, durch Aufnahme von, vorzugsweise farbigen,
Inspektionsphotos (122) mittels einer Inspektionskameraeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die
Inspektionsphotos (122) referenziert werden, indem bei der Aufnahme relative Ortsdaten der Inspektionskamera (104) und Orientierungsdaten der Inspektionskamera (104) bestimmt und den Inspektionsphotos (122) zugeordnet werden, wobei anschließend eine Einordnung der relativen Ortsdaten und der Orientierungsdaten in ein Koordinatensystem des Innenraums (121) vorgenommen wird, wobei vorzugsweise die Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgestaltet ist.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, d a s s es ein Verfahren zur Vermaßung von Strukturen in den Innenräumen (121) anhand der Inspektionsphotos (122) beinhaltet, umfassend
- Auswählen in einem Inspektionsphoto (122) zweier
Inspektionsphotobildpunkte,
- anschließend Bestimmen in dem ersten Referenzierungsbild (114) und in dem zweiten Referenzierungsbild (115) den ausgewählten Inspektionsphotobildpunkten entsprechender
Referenzierungsbildpunkte
- und Berechnen deren euklidischen Abstands.
Sensoreinheit mit Sensormitteln zur messtechnischen Erfassung mindestens einer Eigenschaft von Innenräumen, insbesondere von Schiffen, dadurch gekennzeichnet, dass siezwecks Bestimmung einer durch relative Ortsdaten und Orientierungsdaten gekennzeichneten Lage der Sensormittel mit Lagegebermitteln zum Zusammenwirken mit den Referenzierungsmitteln (105) einer Inspektionskameraeinheit (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 versehen ist.
18. Sensoreinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagegebermittel voneinander auf einer Sensorachse beabstandet angeordnete, einen optischen Kontrast hervorrufende, insbesondere punktartige, Bereiche umfassen.
19. Sensoreinheit nach Anspruch 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lagegebermittel zuschaltbar ausgestaltet sind.
20. Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadu rch
gekennzeichnet, dass die Lagegebermittel mindestens eine punktförmige Lichtquelle aufweisen.
21. Vermessungsanordnung, insbesondere zur Vermessung von
geschlossenen Räumen und/ oder von Außenbereichen mit gestörten oder fehlendem GNSS-Empfang, wobei die Vermessungsanordnung (1 ) mindestens ein sensorisches System (2) zur Erzeugung von Messdaten umfasst, wobei die Vermessungsanordnung (1) weiter ein erstes unreferenziertes Lageerfassungssystem zur Erzeugung erster Positions- und/oder Orientierungsdaten und mindestens ein zweites unreferenziertes Lageerfassungssystem zur Erzeugung zweiter Positions- und/oder Orientierungsdaten umfasst, wobei die
Vermessungsanordnung (1) weiter mindestens eine
Speichereinrichtung (16) umfasst, wobei Messdaten und durch die ersten und/oder zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten codierte Positions- und/oder Orientierungsinformationen referenziert zueinander in der Speichereinrichtung (16) speicherbar sind.
22. Vermessungsanordnung nach Anspruch 21 , dadurch
gekennzeichnet, dass die Vermessungsanordnung (1) eine
Recheneinrichtung umfasst, wobei mittels der Recheneinrichtung die ersten und die zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten zu resultierenden Positions- und/oder Orientierungsdaten fusionierbar sind.
23. Vermessungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das erste unreferenzierte
Lageerfassungssystem als optisches Lageerfassungssystem und das mindestens zweite unreferenzierte Lageerfassungssystem als inertiales Lageerfassungssystem ausgebildet ist.
24. Vermessungsanordnung nach Anspruch 23, dadurch
gekennzeichnet, dass das optische Lageerfassungssystem als Stereokamerasystem ausgebildet ist.
25. Vermessungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessungsanordnung (1 ) eine
Kalibriervorrichtung zur Kalibrierung mindestens einer Kamera (8, 9) des Stereokamerasystems umfasst.
26. Vermessungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, dass das sensorische System (2) gleichzeitig als ein unreferenziertes Lageerfassungssystem ausgebildet ist.
27. Vermessungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vermessungsanordnung (1 ) zusätzlich mindestens ein weiteres Lageerfassungssystem umfasst, wobei das weitere Lageerfassungssystem einen GNSS-Sensor, einen Laserscanner, ein Magnetometer oder einen Neigungssensor umfasst.
28. Verfahren zur Vermessung, insbesondere von geschlossenen
Räumen und/oder von Außenbereichen mit gestörtem oder fehlendem GNSS-Empfang, wobei
— ein sensorisches System (2) Messdaten erzeugt, — wobei ein erstes unreferenziertes Lageerfassungssystem erste Positions- und/oder Orientierungsdaten erzeugt,
— wobei zweites unreferenziertes Lageerfassungssystem
zweite Positions- und/oder Orientierungsdaten erzeugt,
— wobei Messdaten und durch die ersten und/oder zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten codierte Positionsund/oder Orientierungsinformationen referenziert zueinander gespeichert werden.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Positions- und/oder Orientierungsdaten zu resultierenden Positions- und/oder Orientierungsdaten fusioniert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ursprung eines systemeigenen
Koordinatensystems des ersten unreferenzierten
Lageerfassungssystem und ein Ursprung eines systemeigenen Koordinatensystems des zweiten unreferenzierten
Lageerfassungssystem oder ein Ursprung eines gemeinsamen Koordinatensystem zu Beginn eines Betriebs einer
Vermessungsanordnung (1 ) oder zu Beginn einer Messung oder zu einem Zeitpunkt einer Erzeugung eines Initialisierungssignals initialisierbar ist.
EP14708813.2A 2013-02-04 2014-02-04 Inspektionskameraeinheit, verfahren zur inspektion von innenräumen sowie sensoreinheit Ceased EP2952024A2 (de)

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EP17198928.8A EP3410064B1 (de) 2013-02-04 2014-02-04 Inspektionskameraeinheit, verfahren zur inspektion von innenräumen sowie sensoreinheit

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