Einführung in 2 Softwarepakete zur Veranstaltung. Laserscanning für Geoinformatik

Transkript

1 Dipl.-Ing. Antje Grünkemeier Einführung in 2 Softwarepakete zur Veranstaltung Laserscanning für Geoinformatik Prof. Dr.-Ing. H.-J. Przybilla 4. Semester SS 2009

2 Z+F LaserControl Registrierung von Scandaten Um die Daten der internen Festplatte des Imager 5006 auslesen zu können, wird der Laserscanner mittels Ethernet-Schnittstelle an einen PC angeschlossen. In den Netzwerkverbindungen wird die passende IP-Adresse eingestellt ( ), um eine Verbindung zum Imager herstellen zu können. In der Software LaserControl (LRC) wird nun unter PlugIns Scanner Control Download last scan der entsprechende Pfad ausgewählt und die Daten heruntergeladen. Die ausgelesenen Rohdaten bestehen pro Standpunkt aus einer zfs-datei und einer Voransicht als jpg (Abb. 1). Verknüpfung der Punktwolken Abb. 1 Datenaufbau beim Laserscanner Imager 5006 Die Verknüpfung und die Überführung in ein übergeordnetes Koordinatensystem werden im Folgenden beschrieben. Zu Beginn wird ein neues Projekt angelegt und die heruntergeladen Scans (zfs- Dateien) importiert. Im nächsten Schritt wird für die Projektdatei ein Name vergeben. Die eingelesen Rohdaten werden zunächst gefiltert (Abb. 2 und 3). Dafür stehen fünf Filterfunktionen zur Verfügung (PlugIns Filter): - SinglePixel: hier werden Punkte gelöscht, die ohne einen direkten Nachbarpunkt im Scan vorkommen, z.b. Dampf, Staubpartikel, Sandkörner in der Luft - MixedPixel: diese Fehlpunkte entstehen an Kanten (z.b. an Hausecken, Gitterrosten); an diesen Stellen wird der Laserstrahl aufgeteilt und die Strecke kann nicht eindeutig bestimmt werden, sog. Kometenschweif - Range: Bereichbegrenzung, standardmäßig 79m (Eindeutigkeitsbereich des Imager 5006) - Intensity: Die zu einem Punkt ermittelte Intensität hat einen Wert zwischen 0 und Werte unter 200 und über werden vom menschlichen Auge nicht wahrgenommen und werden mithilfe diesen Filters eliminiert - Invalidate: Bereiche, die näher als 1,0m vom Scanner entfernt liegen, also außerhalb den messbaren Bereichs

3 Abb. 2 Ungefilterte Punktwolke in Z+F LaserControl Abb. 3 Punktwolke nach dem Filterungsprozess Die Abbildungen 4 und 5 zeigen die entsprechenden Buttons zum Messen der Targets (PlugIns LCRegister Find Target). Wenn eine Koordinatendatei der Passpunkte vorliegt (z.b. durch tachymetrisch gemessene Punkte), kann diese Datei eingeladen werden und nachdem 3 Passpunkte im Scan gemessen worden sind, werden weitere Passpunkte vorgeschlagen (gelbe Punktnummer) (Abb. 5).

4 Abb. 4 Werkzeuge zum Anzielen von Targets und natürlichen Punkten Abb. 5 Lagevorschläge bei tachymetrisch bestimmten Targets

5 Z+F LaserControl bietet unterschiedliche Möglichkeiten und Kombinationen zur Verknüpfung von Punktwolken: - die Punktwolken werden in einem lokalen System (sog. Masterscan) anhand natürlicher und nicht koordinierter Verknüpfungspunkte zusammengeführt. - Die Punktwolken werden mittels koordinierter Targets (tachymetrisch bestimmt) verknüpft und in ein übergeordnetes System überführt. Die Registrierung wird gestartet, indem man mit der rechten Maustaste auf den Projektnamen klickt und den Befehl register all scans auslöst. Das folgende Fenster (Abb. 6) erscheint. Nachdem alle Standpunkte und die entsprechenden Passpunkte festgelegt worden sind, wird die Art der Verknüpfung gewählt (Abb. 7). Wenn eine Koordinatendatei vorhanden ist, wird sie hier eingelesen (Totalstation). Abb. 6 Auswahl der Standpunkte und deren gemessenen Targets Abb. 7 Auswahl der Registriermethode Die Scan to scan Methode und Auswahl des Master scans ist zur Verknüpfung von Scans untereinander gedacht. Hier bildet dann ein Scan-Standpunkt den Ursprung des Koordinatensystems. Bei der Wahl Bundleadjustment (Bündelausgleichung) wird eine räumliche Blockausgleichung mit unabhängigen Modellen (Scans) durchgeführt. Die Ausgleichungsrechnung erfolgt mit Hilfe der Software NEPTAN, die im Hintergrund abläuft und bei der der Benutzer keine weiteren Eingaben machen muss. In dem Programmverzeichnis, in dem die Projektdatei steht, wird nach erfolgreicher Ausgleichung ein Registerreport erzeugt (htm-datei), in der die Ergebnisse und Genauigkeiten der Ausgleichung abgelegt sind.

6 Erstellung einer Cyclone Datenbank Nach Öffnen von Leica Cyclone erscheint der Navigator-Dialog (Abb. 8). Hier kann man die Datenbanken verwalten und neue erzeugen. Um die registrierten Z+F Einzelscans zu importieren, wird zunächst eine neue Datenbank erzeugt. Das Fenster (Abb. 9) zum Erzeugen einer neuen Datenbank erscheint durch einen Rechtsklick auf den Server PA (unshared). Um eine neue Datenbank zu erzeugen, klickt man auf Add (Abb. 9.), legt den Pfad fest, wo die Datenbank gespeichert werden soll und schließt das Fenster (close). Abb. 8 CYCLONE - Navigator Abb. 9 Datenbanken verwalten und erzeugen Abb. 10 Import der Einzelscans Wenn die neue Datenbank im Navigator steht, kann man die Scans in die Datenbank

7 importieren (Abb. 10). Je nach Rechnerleistung und Auflösungsstufe dauert der Import für einen Scan mit der Auflösung High etwa 30 Minuten! Wenn alle Scans komplett importiert worden sind, muss man in Cyclone noch eine Registrierung simulieren. Die Daten sind bereits in LRC verknüpft und registriert worden, um aber in Cyclone eine neue ScanWorld mit allen Scans erzeugen zu können, ist eine Registrierung in Cyclone notwendig. Bei Rechtsklick auf den Datenbank- Namen, unter Create Registration öffnet sich in der Projektstruktur ein neuer Zweig (Registration) (Abb. 11). Abb. 11 Registration - Fenster Unter ScanWorld Add ScanWorld können nun alle Scans ausgewählt werden, die in einem ModelSpace betrachtet werden sollen. Registration Create ScanWorld / Freeze Registration erstellt die ScanWorld und man kann in dem ModelSpaceView alle Standpunkte gemeinsam betrachten (Abb. 12) und in dieser Punktwolke modellieren, Maße ableiten usw. Abb. 12 Screenshot einer Punktwolke im ModelSpaceView, rechts: Ansicht von oben