Erfassung untertägiger Hohlräume mit dem IPS-System bei der RAG Aktiengesellschaft Volker Spreckels, Andreas Schlienkamp

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Heidi Sarah Bäcker
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1 Erfassung untertägiger Hohlräume mit dem IPS-System bei der Volker Spreckels, Andreas Schlienkamp

2 IPS - Forschung und Entwicklung (FuE) Bei DLR entwickelt für Indoor-Navigation IPS = Integrated Positioning System Enge Zusammenarbeit in FuE mit der DLR, Institut für Optische Systeme, Berlin Adlershof (DLR OS-IOS) Eingesetzt in RAG-FuE zur Entwicklung eines Schacht-Inspektionssystems als Modul zum DMT PROFILER (Wireline Shaft Laserscanner) Basis: 63 cm Oldenburger 3D-Tage,

IPS - Forschung und Entwicklung (FuE) Bei DLR entwickelt für Indoor-Navigation IPS = Integrated Positioning System Enge Zusammenarbeit in FuE mit der DLR, Institut für Optische Systeme, Berlin

3 IPS - Forschung und Entwicklung (FuE) Bei DLR entwickelt für Indoor-Navigation IPS = Integrated Positioning System Enge Zusammenarbeit in FuE mit der DLR, Institut für Optische Systeme, Berlin Adlershof (DLR OS-IOS) Eingesetzt in RAG-FuE zur Entwicklung eines Schacht-Inspektionssystems als Modul zum DMT PROFILER (Wireline Shaft Laserscanner) Der Prototyp SN08 des Integrated Positioning Systems (IPSmini) des DLR wurde für RAG angepasst, seit Febr im Besitz der RAG, seitdem wurden 16 Befahrungen durchgeführt Basis: 63 cm Oldenburger 3D-Tage,

Technische Angaben des IPSmini-SN08-2 Kameras - High

4 Megapixel, bis 30 fps - Sony ICX285 Exview CCD

Inertial Sensor, Inclinometer & Accelerometer - VIA

IR-POWER-LED s - externe Stromversorgung (Akku)

4 Technische Angaben des IPSmini-SN08-2 Kameras - High sensitivity 1.4 Megapixel, bis 30 fps - Sony ICX285 Exview CCD mono - Schneider Kreuznach Cinegon Objektiv - ADIS: Inertial Sensor, Inclinometer & Accelerometer - VIA EPIA-P900 Mainboard, 1 GHz GB SSD - W-LAN - IR-POWER-LED s - externe Stromversorgung (Akku) Betriebszeit 1,5 3,0 Stunden Betriebssystem: - Windows 7, 64 bit Oldenburger 3D-Tage,

Zeitsynchrone Aufnahme von Bildern und Sensordaten Ausleuchtung über IR-Power- LEDs (kein Stroboskop-Effekt) Trajektorie wird nach

5 IPS - Wie funktioniert es? Bilder werden in Initialisierungsphase mit INS/IMU, Neigungs- & Bewegungssensoren verknüpft y/z - Plot Zeitraffer: 5-fach Zeitsynchrone Aufnahme von Bildern und Sensordaten Ausleuchtung über IR-Power- LEDs (kein Stroboskop-Effekt) Trajektorie wird nach Messung im Felde berechnet (IPS-app) x/y - Plot Erreichbare Positionierungsgenauigkeit: - in Echtzeit ca. 20 cm auf 100 m Laufweg im Hin-Rückweg (Close Loop) - per Nachberechnung im Büro über Passpunkte & Targets: << ±5 cm Oldenburger 3D-Tage,

IPS - Softwareeinsatz Befahrung im Hin- & Rückweg (Close Loop, wenn möglich) + application

Berechnung Trajektorie Bestimmung Genauigkeit der Aufnahme (Abschlussfehler) Berechnung der

Agisoft Format + Relative und absolute Orientierung / 3D-Punktwolke / 3D-Vermaschung /

6 IPS - Softwareeinsatz Befahrung im Hin- & Rückweg (Close Loop, wenn möglich) + application Außendienst Innendienst Überprüfung der aufgezeichneten Daten vor Ort Sichten der Bilder Berechnung Trajektorie Bestimmung Genauigkeit der Aufnahme (Abschlussfehler) Berechnung der Trajektorie der Kameras und deren Bildorientierung Transformation der Orientierungen ins Agisoft Format + Relative und absolute Orientierung / 3D-Punktwolke / 3D-Vermaschung / 3D-Modell / Orthophotos potree Weiterverarbeitung & Visualisierung Oldenburger 3D-Tage,

7 Altzeche Zollern 1/3 Erfassung unbekannter Hohlräume - Hohlräume im Baustellenbereich neben Schacht Baustellenstillegung = Blindkosten /Woche lokale 3D-Punktwolke (medium) am gleichen Tag berechnet an Bauleitung und Statiker übergeben endgültige Auswertungen (ultra high); als PDF und Plot nach 1 bis 2 Werktagen erstellt und geliefert - Georeferenzierung über Passpunkte & Targets Erreichte Positionierungsgenauigkeit: < ±3 cm Aufnahme / Erfassung Berechnung 3D - Punktwolke Läufe Zeit Strecke Länge Anzahl Bilder Zeit Anzahl Punkte Min. 60 m h 80 Mio Oldenburger 3D-Tage,

8 Altzeche Zollern 1/3 Ergebnisdarstellungen Automatische Erstellung einer PDF-Datei aus der 3D-Punktwolke und Schnittlinien (FME) 1m Oldenburger 3D-Tage,

9 Altzeche Vereinigte Pfingstblume Hohlraumerfassung - Sicherung alter Schächte und Strecken und der darüber liegenden Tagesoberfläche - Georeferenzierung über Passpunkte & Targets - Erreichte Positionierungsgenauigkeit: < ±5 cm Aufnahme / Erfassung Berechnung 3D - Punktwolke Läufe Zeit Strecke Länge Anzahl Bilder Zeit Anzahl Punkte Min. 120 m h 45 Mio Oldenburger 3D-Tage,

10 Altzeche Vereinigte Pfingstblume Ergebnisdarstellung 30 cm 70 cm Engstelle im IPS Bild in 3D-Punktwolke Längsschnitt Längsschnitt Aufsicht Oldenburger 3D-Tage,

Passpunkte & Targets (GPS, Tachymetrie) - Erreichte Positionierungsgenauigkeit: ±1 cm Aufnahme / Erfassung

11 Trainingsbergwerk Recklinghausen II - Anlaß: Anordnung der Bergbehörde Abtlg. 6, BR Arnsberg zur Aktualisierung der Grubenrisse der unter- & übertägigen Bauwerke - Georeferenzierung über Passpunkte & Targets (GPS, Tachymetrie) - Erreichte Positionierungsgenauigkeit: ±1 cm Aufnahme / Erfassung Berechnung 3D - Punktwolke Läufe Zeit Strecke Länge Anzahl Bilder Zeit Anzahl Punkte Min m h 800 Mio Oldenburger 3D-Tage,

12 Trainingsbergwerk Recklinghausen II - Anlaß: Anordnung der Bergbehörde Abtlg. 6, BR Arnsberg zur Aktualisierung der Grubenrisse der unter- & übertägigen Bauwerke - Georeferenzierung über Passpunkte & Targets (GPS, Tachymetrie) - Erreichte Positionierungsgenauigkeit: ±1 cm Aufnahme / Erfassung Berechnung 3D - Punktwolke Läufe Zeit Strecke Länge Anzahl Bilder Zeit Anzahl Punkte Min m h 800 Mio Oldenburger 3D-Tage,

13 Trainingsbergwerk Recklinghausen II - Vermessungen Oldenburger 3D-Tage,

14 Trainingsbergwerk Recklinghausen II IPS-Läufe Oldenburger 3D-Tage,

15 Trainingsbergwerk Recklinghausen II IPS vs. Rißwerk Oldenburger 3D-Tage,

16 Trainingsbergwerk Recklinghausen II IPS vs. Rißwerk 4 m Oldenburger 3D-Tage,

17 Trainingsbergwerk Recklinghausen II IPS vs. Rißwerk 3 m Oldenburger 3D-Tage,

18 Vergleich IPS TLS (Z+F Imager 5010C, DMT, Essen) Differenz IPS-TLS [cm] 5 IPS TLS 4 Differenz der IPS-TLS Aufnahmen 3 2 Die Georeferenzierung erfolgte über Passpunktmessungen in IPS & TLS ( kein ICP Ansatz ) Oldenburger 3D-Tage,

Geodienste BG G BG G2 Geodaten BG G2 Geodaten BG G2.1 Geomonitoring BG G2.

19 Dipl.-Ing. Volker Spreckels Dipl.-Ing. Andreas Schlienkamp Geschäftsbereich Standort- und Geodienste BG G Geschäftsbereich Standort- und Geodienste BG G BG G2 Geodaten BG G2 Geodaten BG G2.1 Geomonitoring BG G2.1 Geomonitoring BG G2.12 Photogrammetrie / Fernerkundung Shamrockring 1, D Herne Shamrockring 1, D Herne Tel: Tel: volker.spreckels@rag.de andreas.schlienkamp@rag.de Oldenburger 3D-Tage,

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DGPF-Projekt: Evaluierung digitaler photogrammetrischer Kamerasysteme - Themenschwerpunkt Stereoplotting - Dreiländertagung 2010 der DGPF, SGPF und OVG Wien, Österreich 01.07.2010 Volker Spreckels, Andreas