DE102012219100A1

DE102012219100A1 - System for measuring size of space e.g. sewer channel, has evaluation unit that determines topographic characteristics of channel, based on photographs of track of channel obtained from cameras

Info

Publication number: DE102012219100A1
Application number: DE201210219100
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2014-04-24

Abstract

The system (2) has a vehicle (20) which moves along a track in the channel (1) to be measured. The cameras (21-23) attached to the vehicle, are configured to take photographs of the track of the channel, when the vehicle is moved inside the channel. The adjoining photographs produced by the cameras are overlapped. An evaluation unit (24) is configured to determine the topographic characteristics of the channel, based on the photographs obtained from cameras. An independent claim is included for method for measuring size of space.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Messsystem sowie ein korrespondierendes Verfahren zur Vermessung von Räumen, insbesondere zum Vermessen von Kanälen und Tunneln. The invention relates to a measuring system and a corresponding method for measuring rooms, in particular for measuring channels and tunnels.

Aus verschiedensten Gründen kann es notwendig sein, Räume in allen drei Dimensionen (Lage und Höhenverlauf) zu vermessen. Ein Raum kann dabei jegliche in Länge, Breite und Höhe fest eingegrenzte Ausdehnung sein, wie zum Beispiel Kanäle und Tunnel, aber beispielsweise auch Räume in Gebäuden, Unterführungen und dergleichen. Beispielsweise kann es für Sanierungsplanungen notwendig sein, den Verlauf unterirdischer Kanäle, zum Beispiel Abwasserkanäle, exakt zu vermessen und abzubilden. Aber auch aus anderen Gründen kann eine Vermessung erforderlich sein. For a variety of reasons, it may be necessary to measure spaces in all three dimensions (position and height course). A space may be any extent delimited in length, width and height, such as channels and tunnels, but also, for example, rooms in buildings, underpasses and the like. For example, it may be necessary for remediation planning to accurately measure and map the course of underground sewers, for example sewers. But for other reasons, a survey may be required.

Der Verlauf eines Kanals kann zwischen zugänglichen und vermessbaren Kanalschächten beispielsweise unter Verwendung von Tachymetern vermessen werden. Das Grundprinzip eines Tachymeters basiert auf der polaren Punktaufnahme, bei der mit einem Fernrohr ein einzumessendes Ziel präzise anvisiert wird. Polar heißt in diesem Fall, dass zu dem Zielpunkt zunächst zwei Richtungen (in der Horizontalen und in der Vertikalen) gemessen werden. Wird zudem eine Strecke zu speziellen Zielzeichen gemessen, lassen sich durch trigonometrische Beziehungen aus diesen Informationen kartesische Koordinaten (x, y, z) berechnen. Die topographische Geländeaufnahme erfolgt dabei von Tachymeterstandpunkten aus, deren Lage bekannt ist. Zur Messung muss dabei stets ein Vermesser vor Ort sein, der das Tachymeter entsprechend bedient und von Standpunkt zu Standpunkt bewegt. The course of a channel can be measured between accessible and measurable manhole shafts, for example using tachymeters. The basic principle of a tachymeter is based on the polar point recording, with a telescope a target to be measured is precisely targeted. In this case, polar means that two directions (in the horizontal and in the vertical) are first measured at the target point. If, in addition, a route to specific destination signs is measured, Cartesian coordinates (x, y, z) can be calculated by trigonometric relations from this information. The topographical terrain survey takes place from Tachymeterstandpunkten whose location is known. For the measurement must always be an on-site surveyor who operates the tachymeter accordingly and moves from point of view to point of view.

Eine Vermessung kann beispielsweise auch mittels 3D-Laserscannern durchgeführt werden. Beim Laserscannern wird in relativ kurzer Zeit eine sehr große Anzahl an Einzelpunkten aufgenommen. Das Ergebnis dieser Erfassung ist eine dreidimensionale Punktwolke, die ein Abbild der Umgebung darstellt. A measurement can also be carried out, for example, by means of 3D laser scanners. With laser scanners, a very large number of individual points are recorded in a relatively short time. The result of this acquisition is a three-dimensional point cloud, which represents an image of the environment.

In der EP 1 408 344 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur geodätischen Messung beschrieben, bei dem eine Tunnelwandung mit Laserscannern vermessen wird. Bei diesem Verfahren muss jedoch ebenfalls ein Vermesser vor Ort sein, um den Laserscanner entsprechend zu bedienen. Zudem muss die Position des Laserscanners während der Datenaufnahme genau bekannt sein. In the EP 1 408 344 A1 For example, a method for geodetic measurement is described in which a tunnel wall is measured with laser scanners. However, this procedure also requires a surveyor to be on-site to operate the laser scanner accordingly. In addition, the position of the laser scanner during data acquisition must be known exactly.

Mit den dargestellten (optoelektronischen) Verfahren mit Tachymetern oder Laserscannern ist jedoch aufgrund der geradlinigen Ausbreitung von Licht die Vermessung von Kurvenverläufen der zu vermessenden Strecke erschwert. Der Verlauf von Kanälen oder Tunneln zum Beispiel ist jedoch nicht immer geradlinig, sondern kann Kurven und Abzweigungen aufweisen. Aus diesem Grund müssen Messgeräte mehrmals neu positioniert werden und die verwendeten Gerätepositionen neu vermessen werden. Dadurch ist die Vermessungsleistung bei diesen Verfahren relativ gering. Die Vermessungsleistung bei Verwendung eines Tachymeters liegt zum Beispiel häufig bei lediglich 50 bis 400m pro Tag. Die Vermessungsleistung ist bei der Vermessung von Kanälen dabei hauptsächlich abhängig vom Rohrquerschnitt. With the illustrated (optoelectronic) method with tachymeters or laser scanners, however, the measurement of curves of the track to be measured is made more difficult due to the straight-line propagation of light. However, the course of channels or tunnels, for example, is not always straightforward, but may include curves and branches. For this reason, measuring devices must be repositioned several times and the device positions used must be re-measured. As a result, the surveying performance in these methods is relatively low. For example, surveying performance using a tachymeter is often only 50 to 400 meters per day. The survey performance is mainly dependent on the pipe cross-section when measuring channels.

Zudem müssen bei allen dargestellten Verfahren Personen während der Messung anwesend sein. Aus diesem Grund können diese Verfahren nur bei entsprechend zugänglichen Strecken bzw. in Räumen, die zugänglich für Geräte und Personen sind, angewendet werden. Beispielsweise Kanäle mit zu geringen Querschnittsmaßen können auf diese Art und Weise nicht vermessen werden, bzw. stellen eine große Anstrengung für die Vermesser dar. In addition, in all the methods shown, persons must be present during the measurement. For this reason, these procedures can only be used on appropriately accessible routes or in rooms that are accessible to devices and people. For example, channels with too small cross-sectional dimensions can not be measured in this way, or represent a great effort for the surveyor.

Die DE 10 2004 010 114 A1 schlägt darum ein lasergestütztes Verfahren zur Vermessung und Positionsbestimmung von beispielsweise Tunnelbauvortriebsmaschinen vor, mit welchem auch gebogene Vortriebsstrecken vermessen werden können. Hierfür werden vor der Messung zunächst Zieltafeln im zu vermessenden Objekt angebracht. The DE 10 2004 010 114 A1 Therefore proposes a laser-assisted method for measuring and determining the position of, for example, tunneling tunneling machines, with which also curved tunneling lines can be measured. For this purpose, target plates are first placed in the object to be measured before the measurement.

Die DE 10 2010 020 821 A1 beschreibt die teilweise mannlose Vermessung unterirdischer Bauwerke mittels eines mobilen Tachymeters. Das Tachymeter ist dabei auf einem Fahrzeug oder einem Roboter angebracht. Entlang des zu vermessenden Bauwerks werden vorab Prismen angebracht, welche feste Messpunkte für das Tachymeter bilden. The DE 10 2010 020 821 A1 describes the partially unmanned survey of underground structures using a mobile tachymeter. The total station is mounted on a vehicle or a robot. Along the structure to be measured prisms are attached in advance, which form fixed measuring points for the total station.

Auch bei diesen Verfahren ist es jedoch erforderlich, dass, wenigstens im Vorfeld der Messung, Vermesser oder andere Personen zum Anbringen der Zieltafeln oder Prismen anwesend sind. Even with these methods, however, it is necessary that, at least in advance of the measurement, surveyors or other persons are present for attaching the target plates or prisms.

Aufgabe der Erfindung ist es darum, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes System und korrespondierendes Verfahren zu liefern, mit welchem die Vermessungsleistung erhöht werden kann und mit welchem auch schwer zugängliche Flächen und Räume vermessen werden können, ohne dass Vermesser vor Ort im zu vermessenden Raum sein müssen. The object of the invention is therefore to provide a comparison with the prior art improved system and corresponding method with which the surveying performance can be increased and with which even hard to reach areas and rooms can be measured without surveyors on site in the space to be measured have to be.

Es wird ein System zum Vermessen von Räumen beschrieben. Das System umfasst ein Fahrzeug, das dazu ausgebildet ist, sich entlang einer Strecke in dem zu vermessenden Raum fortzubewegen. Das System umfasst weiterhin wenigstens eine Kamera, die dazu ausgebildet ist, Fotografien entlang der vom Fahrzeug abgefahrenen Strecke anzufertigen, wobei sich jeweils zwei direkt aneinandergrenzende Fotografien überlappen. Das System umfasst des weiteren eine Auswerteeinheit, die dazu ausgebildet ist, anhand der angefertigten Fotografien topografische Eigenschaften des zu vermessenden Raumes zu bestimmen. A system for measuring rooms is described. The system includes a vehicle configured to travel along a route in the space to be measured. The system further comprises at least one camera adapted to take photographs along the route traveled by the vehicle two overlapping photographs overlap each other. The system further comprises an evaluation unit, which is designed to determine topographical properties of the space to be measured on the basis of the produced photographs.

Es wird zudem ein Verfahren zum Vermessen von Räumen beschrieben. Das Verfahren umfasst das Abfahren des zu vermessenden Raums mittels eines Fahrzeugs, das dazu ausgebildet ist, sich entlang einer Strecke in dem zu vermessenden Raum fortzubewegen. Das Verfahren umfasst weiterhin das Anfertigen von Fotografien entlang der abgefahrenen Strecke mittels wenigstens einer Kamera, wobei die wenigstens eine Kamera dazu ausgebildet ist, die Fotografien derart aufzunehmen, dass sich jeweils zwei direkt aneinandergrenzende Fotografien überlappen. Das Verfahren umfasst auch das Bestimmen topografischer Eigenschaften des zu vermessenden Raums mittels einer Auswerteeinheit anhand der angefertigten Fotografien. It also describes a method for measuring rooms. The method comprises driving off the space to be measured by means of a vehicle which is designed to travel along a route in the space to be measured. The method further comprises taking photographs along the traveled route by means of at least one camera, wherein the at least one camera is adapted to take the photographs in such a way that in each case two directly adjacent photographs overlap. The method also includes determining topographical properties of the space to be measured by means of an evaluation unit based on the photographs produced.

Die folgende Abbildung und die weitere Beschreibung sollen helfen, die Erfindung besser zu verstehen. Nähere Details, Varianten und Weiterentwicklungen des Erfindungsgedankens werden anhand der Abbildung erläutert. Die dargestellten Details sind nicht als Einschränkung zu verstehen, vielmehr wird Wert darauf gelegt, das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip zu erläutern. In den Abbildungen zeigt: The following illustration and description are intended to help to better understand the invention. Further details, variants and further developments of the inventive concept will be explained with reference to the figure. The details shown are not intended to be limiting, rather value is placed to explain the underlying principle of the invention. In the pictures shows:

1 beispielhaft einen Querschnitt eines zu vermessenden Kanals mit einem System zum Vermessen von Kanälen; 1 exemplified a cross section of a channel to be measured with a system for measuring channels;

2 beispielhaft einen anhand von Fotografien errechneten Polygonzug; 2 by way of example, a polygon train calculated on the basis of photographs;

3 beispielhaft einen Verlauf eines zu vermessenden Kanals zwischen einem Startpunkt und einem Endpunkt sowie ein System zum Vermessen des Kanals; 3 an example of a course of a channel to be measured between a starting point and an end point and a system for measuring the channel;

4 in einem Flussdiagramm mögliche Schritte eines Verfahrens zur Vermessung eines Raumes. 4 in a flowchart possible steps of a method for measuring a room.

1 zeigt einen Querschnitt eines Kanals 1. Anstatt eines Kanals könnte es sich jedoch auch um einen Tunnel oder jeglichen anderen Raum handeln. Der Querschnitt kann dabei, neben der in der 1 dargestellten runden Form, auch jegliche andere Form, welche für Räume denkbar ist, aufweisen. In dem Kanal 1 ist ein Messsystem 2 zur Vermessung von Räumen dargestellt. Das Messsystem umfasst ein Fahrzeug 20, welches eine Fortbewegung durch den Raum ermöglicht. Das Fahrzeug 20 kann Räder zur Fortbewegung aufweisen, es könnte jedoch auch als Raupenfahrzeug oder jegliches anderes zur Fortbewegung geeignete Fahrzeug ausgebildet sein. Das Fahrzeug 20 könnte aber beispielsweise auch als ein zur Fortbewegung geeigneter Roboter ausgebildet sein. 1 shows a cross section of a channel 1 , However, instead of a channel, it could also be a tunnel or any other space. The cross section can, in addition to in the 1 shown round shape, also any other shape, which is conceivable for rooms have. In the channel 1 is a measuring system 2 shown for the measurement of rooms. The measuring system includes a vehicle 20 , which allows a movement through the room. The vehicle 20 may have wheels for locomotion, but it could also be designed as a tracked vehicle or any other vehicle suitable for locomotion. The vehicle 20 but could for example be designed as a suitable for locomotion robot.

Das System 2 weist zudem Kameras 21, 22, 23 auf, welche an dem Fahrzeug 20 angebracht sind. Die Kameras 21, 22, 23 können beispielsweise direkt oder mittels geeigneter Befestigungseinrichtungen an der Außenseite des Fahrzeugs 20 angebracht sein, sie könnten jedoch beispielsweise auch in geeigneter Art und Weise in dem Fahrzeug 20 integriert sein. Die Anzahl der verwendeten Kameras 21, 22, 23 kann dabei je nach zu vermessendem Raum bzw. je nach gestellter Aufgabe variieren. So ist beispielsweise die Verwendung lediglich einer Kamera ebenso möglich wie die Verwendung von zwei oder mehr Kameras. Die Kameras 21, 22, 23 sind dabei beispielsweise auf die Decke und / oder die Seitenwände des Raums 1 gerichtet. Es können jedoch auch zusätzlich oder alternativ Kameras auf den Boden gerichtet sein. The system 2 also has cameras 21 . 22 . 23 on which on the vehicle 20 are attached. The cameras 21 . 22 . 23 for example, directly or by means of suitable fastening devices on the outside of the vehicle 20 be appropriate, but they could also, for example, in a suitable manner in the vehicle 20 be integrated. The number of cameras used 21 . 22 . 23 can vary depending on the room to be measured or depending on the task. For example, the use of just one camera is just as possible as the use of two or more cameras. The cameras 21 . 22 . 23 are for example on the ceiling and / or the side walls of the room 1 directed. However, additionally or alternatively, cameras may be aimed at the ground.

Werden mehrere Kameras 21, 22, 23 verwendet, können diese derart ausgerichtet sein, dass sich der Aufnahmebereich x1, x2, x3 einer Kamera 21, 22, 23 mit dem Aufnahmebereich wenigstens einer anderen Kamera überschneidet. In der gezeigten 1 überschneidet sich beispielsweise der Aufnahmebereich x1 einer ersten Kamera 21, die auf eine Seitenwand gerichtet ist, mit dem Aufnahmebereich x2 einer zweiten Kamera 22, die auf die Decke gerichtet ist. Der Aufnahmebereich x2 der zweiten Kamera 22 überschneidet sich auch mit dem Aufnahmebereich x3 einer dritten Kamera 23, welche wiederum auf eine Seitenwand gerichtet ist. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass es keine Punkte in einem gewünschten Bereich gibt, welche von keiner Kamera 21, 22, 23 aufgenommen werden. Es ist jedoch nicht zwangsläufig erforderlich, dass sich die Aufnahmebereiche x1, x2, x3 der Kameras 21, 22, 23 überlappen. Um bestimmte Parameter eines Raums zu ermitteln kann es auch ausreichend sein die Kameras 21, 22, 23 derart auszurichten, dass sich die Aufnahmebereiche x1, x2, x3 nicht überlappen, beispielsweise, wenn lediglich Fotografien der Seitenwände erforderlich sind. Be multiple cameras 21 . 22 . 23 used, they may be aligned so that the receiving area x1, x2, x3 a camera 21 . 22 . 23 overlaps with the recording area of at least one other camera. In the shown 1 For example, the recording area x1 of a first camera overlaps 21 , which is directed to a side wall, with the receiving area x2 of a second camera 22 which is directed to the ceiling. The recording area x2 of the second camera 22 also intersects with the recording area x3 of a third camera 23 , which in turn is directed to a side wall. In this way it can be achieved that there are no points in a desired area, which from any camera 21 . 22 . 23 be recorded. However, it is not necessarily required that the receiving areas x1, x2, x3 of the cameras 21 . 22 . 23 overlap. In order to determine certain parameters of a room, it may also be sufficient the cameras 21 . 22 . 23 in such a way that the receiving areas x1, x2, x3 do not overlap, for example when only photographs of the side walls are required.

Zur Bestimmung von Parametern des Raums, wie beispielsweise die Lage und der Höhenverlauf, finden bei dem System 2 Methoden der Photogrammetrie Verwendung. Die Photogrammetrie umfasst im Allgemeinen Messmethoden und Auswerteverfahren der Fernerkundung, mittels welchen aus Fotografien und genauen Messbildern eines Objekts seine räumliche Lage und dreidimensionale Form bestimmt werden können. Zur Aufnahme der Bilder können sowohl Fotokameras, als auch beispielsweise Videokameras verwendet werden. To determine parameters of the room, such as the location and the altitude, found in the system 2 Methods of photogrammetry use. Photogrammetry generally comprises measurement methods and evaluation methods of remote sensing, which can be used to determine its spatial position and three-dimensional shape from photographs and accurate measurement images of an object. For taking pictures, both photo cameras and, for example, video cameras can be used.

Mit einer Kamera 21, 22, 23 werden mehrere, sich überlappende Fotografien aufgenommen. Dies ist beispielhaft in 2 gezeigt. In dieser Figur ist ein Teilstück eines Kanals 1 in seitlicher Ansicht dargestellt. Mit der Kamera 23 aus 1 aufgenommene Fotografien 31, 32, 33, 34, 35, von welchen sich jeweils zwei direkt nebeneinander liegende Fotografien (31 und 32, 32 und 33, 33 und 34, usw.) überlappen, zeigen beispielsweise jeweils einen Bereich einer Seitenwand des Kanals 1. Durch Aneinanderreihung der sich überlappenden Fotografien 31, 32, 33, 34, 35 kann so die Seitenwand entlang der gesamten vom System 2 abgefahrenen Strecke L dargestellt werden. With a camera 21 . 22 . 23 several, overlapping photographs are taken. This is exemplary in 2 shown. In this figure is a portion of a channel 1 shown in a side view. With the camera 23 out 1 taken photographs 31 . 32 . 33 . 34 . 35 , of which each two directly adjacent photographs ( 31 and 32 . 32 and 33 . 33 and 34 For example, each overlap a portion of a side wall of the channel 1 , By juxtaposing the overlapping photographs 31 . 32 . 33 . 34 . 35 so can the sidewall along the whole of the system 2 worn route L are presented.

Das System 2 weist weiterhin eine Auswerteeinheit 24 auf, die, wie in 1 dargestellt, direkt im oder am Fahrzeug 20 angebracht sein kann. Die Auswerteeinheit könnte jedoch beispielsweise auch in oder an den Kameras 21, 22, 23 angebracht sein. Anstatt am Fahrzeug 20 oder den Kameras 21, 22, 23 angebracht, oder im Fahrzeug 20 oder den Kameras 21, 22, 23 integriert zu werden, kann sich die Auswerteeinheit 24 jedoch auch entfernt vom Fahrzeug 20 und den Kameras 21, 22, 23 befinden. Die von den Kameras 21, 22, 23 aufgenommenen Fotografien könnten dann mittels eines geeigneten drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationskanals an die Auswerteeinheit 24 übertragen werden. Eine Möglichkeit ist, die Daten direkt, in Echtzeit, an eine externe Auswerteeinheit zu übertragen. Die Daten könnten jedoch auch zunächst in einem Speicher (Datenlogger) abgespeichert, und zu einem späteren Zeitpunkt an die Auswerteeinheit 24 übertragen werden. The system 2 also has an evaluation unit 24 on that, as in 1 displayed, directly in or on the vehicle 20 can be appropriate. However, the evaluation unit could, for example, also in or on the cameras 21 . 22 . 23 to be appropriate. Instead of the vehicle 20 or the cameras 21 . 22 . 23 attached, or in the vehicle 20 or the cameras 21 . 22 . 23 The evaluation unit can become integrated 24 but also away from the vehicle 20 and the cameras 21 . 22 . 23 are located. The ones from the cameras 21 . 22 . 23 taken photographs could then by means of a suitable wired or wireless communication channel to the evaluation unit 24 be transmitted. One possibility is to transfer the data directly, in real time, to an external evaluation unit. However, the data could also initially stored in a memory (datalogger), and at a later date to the evaluation unit 24 be transmitted.

Beim Durchfahren des Kanals werden sequentiell Bilder (siehe 2, Fotografien 31, 32, 33, 34, 35) aufgenommen. In der Auswerteeinheit 24 kann geeignete Software zur Auswertung der aufgenommenen Fotografien gespeichert sein. Mittels derartiger Software können bei der Auswertung markante Bildpunkte in den Fotografien 31, 32, 33, 34, 35 bestimmt werden. Markante Bildpunkte könnten beispielsweise Objekte oder Hohlräume an den Wänden des Raums sein. Jegliche andere markante Bildpunkte sind jedoch denkbar, welche sich in geeigneter Weise von der Umgebung hervorheben. Anhand dieser markanten Bildpunkte können dann durchgängige Polygonzüge berechnet werden. Ein Polygonzug ist die Spur eines Weges, der sich aus endlich vielen Geradenstücken (Polygonseiten) a, b, c, d (siehe 2) zusammensetzt. Ein Polygonzug weist weiterhin Polygonpunkte A, B, C, D, E auf, wobei die Polygonpunkte A und E im gezeigten Beispiel Anfangs- und Endpunkt des Polygonzugs darstellen. Zwei der Polygonseiten a, b, c, d sind jeweils an einem Polygonpunkt B, C, D miteinander verbunden. So sind im gezeigten Beispiel die Polygonseiten a und b am Polygonpunkt B miteinander verbunden, die Seiten b und c sind am Punkt C miteinander verbunden usw. Ist der Abstand von lediglich zwei Polygonpunkten A, B, C, D, E zueinander bekannt, kann mittels einer geeigneten Photogrammetriesoftware auf alle Streckenlängen der Polygonseiten a, b, c, d geschlossen werden. As you move through the channel, sequential images (see 2 , Photographs 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ). In the evaluation unit 24 suitable software for evaluating the recorded photographs may be stored. By means of such software in the evaluation distinctive pixels in the photographs 31 . 32 . 33 . 34 . 35 be determined. Distinctive pixels could be, for example, objects or cavities on the walls of the room. However, any other prominent pixels are conceivable which are appropriately emphasized by the environment. On the basis of these distinctive pixels, continuous polygons can then be calculated. A traverse is the trace of a path made up of finitely many line segments (polygon sides) a, b, c, d (see 2 ). A polygon also has polygon points A, B, C, D, E, where polygon points A and E represent the starting and ending points of the polygon in the example shown. Two of the polygon sides a, b, c, d are connected to each other at a polygon point B, C, D. Thus, in the example shown, the polygon sides a and b are connected to each other at the polygon point B, the sides b and c are connected to each other at point C etc. If the distance of only two polygon points A, B, C, D, E to each other is known, by means of a suitable photogrammetry software on all lengths of the polygon sides a, b, c, d are closed.

Bei Kanälen 1 sind beispielsweise Startpunkt SP (Polygonpunkt A) und Endpunkt EP (Polygonpunkt E) einer Messung bekannt (wie auch beispielsweise bei Tunneln oder anderen Räumen). Meist werden diese bei Kanälen 1 durch Kanaldeckel definiert, welche den Zugang zum Kanalsystem darstellen und ausgehend von denen der Kanal 1 vermessen werden kann. Derartige Start-SP und Endpunkte EP können beispielsweise mit konventionellen Methoden der Vermessungstechnik von außen ermittelt werden. Dies ist beispielhaft in 3 gezeigt. Das System 2 wird hier an der Position eines ersten Kanaldeckels, welcher den Starpunkt SP der Messung darstellt, in den Kanal 1 eingebracht. Während das System 2 die zu vermessende Strecke bis zu einem zweiten Kanaldeckel, dem Endpunkt EP der Messung, abfährt, werden wie oben beschrieben mit Kameras 21, 22, 23 sich überlappende Fotografien erstellt und mittels einer geeigneten Software die Polygonpunkte A, B, C, D, E bestimmt. Da die Polygonpunkte A und E an Start-SP und Endpunkt EP bekannt sind, können auch die anderen Polygonpunkte B, C, D berechnet werden. For channels 1 For example, start point SP (polygon point A) and end point EP (polygon point E) of a measurement are known (as in the case of tunnels or other rooms, for example). Most of these are at channels 1 defined by manhole covers which provide access to the sewer system and from which the sewer 1 can be measured. Such start SP and end points EP can be determined, for example, with conventional methods of surveying from the outside. This is exemplary in 3 shown. The system 2 is here in the channel at the position of a first manhole cover, which represents the starting point SP of the measurement 1 brought in. While the system 2 the route to be measured descends to a second manhole cover, the end point EP of the measurement, as described above with cameras 21 . 22 . 23 creates overlapping photographs and determines the polygon points A, B, C, D, E by means of a suitable software. Since the polygon points A and E are known at start SP and end point EP, the other polygon points B, C, D can also be calculated.

Während sich das Fahrzeug 20 vom Startpunkt SP zum Endpunkt EP bewegt um die Fotografien 31, 32, 33, 34, 35 anzufertigen, muss dessen Position zu keinem Zeitpunkt bekannt sein. Es muss während der eigentlichen Messung, bzw. während der Aufnahme der Fotografien keine Person anwesend sein. Auch ist es nicht notwendig, den zu vermessenden Raum im Vorfeld der Messung zu begehen, um beispielsweise Zieltafeln oder dergleichen anzubringen. While the vehicle 20 from the starting point SP to the end point EP moves around the photographs 31 . 32 . 33 . 34 . 35 to make his position at any time must be known. There must be no person present during the actual measurement, or while taking the photographs. Also, it is not necessary to commit the space to be measured in advance of the measurement, for example, to attach target plates or the like.

Ist eine Kamera 21, 22, 23 derart ausgerichtet, dass sie Fotografien einer Seitenwand aufnehmen kann, so erlaubt eine entsprechende Auswertung dieser Fotografien die Ermittlung des Höhenverlaufs des Kanals 1 (z-Koordinate, wie im Koordinatensystem in 2 dargestellt). Ist eine Kamera 21, 22, 23 derart ausgerichtet, dass sie Fotografien des Bodens oder der Decke des Kanals 1 aufnehmen kann, so erlaubt eine entsprechende Auswertung dieser Fotografien die Ermittlung der Lage, bzw. des Verlaufs des Kanals 1 (x, y-Koordinaten, wie im Koordinatensystem in 2 dargestellt). Is a camera 21 . 22 . 23 oriented so that it can take photographs of a side wall, so a corresponding evaluation of these photographs allows the determination of the height profile of the channel 1 (z-coordinate, as in the coordinate system in 2 shown). Is a camera 21 . 22 . 23 aligned so that they take photographs of the floor or ceiling of the canal 1 a corresponding evaluation of these photographs allows the determination of the position or the course of the channel 1 (x, y coordinates, as in the coordinate system in 2 shown).

Wird das System 2 in Kanälen 1 oder dergleichen verwendet, bei welchen der Boden beispielsweise mit Wasser bedeckt ist (z.B. in einem Abwasserkanal), kann eine Auswertung von Fotografien des Bodens beispielsweise durch den Wasserstand behindert sein, da der tiefste Punkt des Kanals 1 möglicherweise nicht aus den Fotografien ermittelt werden kann. Will the system 2 in channels 1 or the like used, for example, in which the soil is covered with water (eg in a sewer), an evaluation of photographs of the soil, for example by the water level be hampered because the lowest point of the channel 1 may not be determined from the photographs.

In derartigen Fällen kann eine Ermittlung der Lage des Kanals 1 beispielsweise lediglich anhand von Fotografien der Decke erfolgen. Auch die Höhe einer Kamera 22 in welcher sie am Fahrzeug 20 angebracht ist, kann beispielsweise ein Kriterium dafür sein, ob Fotografien von Boden oder Decke zur Ermittlung der Lage aufgenommen werden. Mit einem größeren Abstand einer Kamera 21, 22, 23 von der aufzunehmenden Fläche, kann eine größere Fläche vom Bildsensor erfasst werden. Auf diese Weise kann eine möglichst große Überlappung der einzelnen Aufnahmen erreicht werden. Ist eine Kamera 22 beispielsweise aufgrund ihrer Anbringung oder der Geometrie des Fahrzeugs 20 sehr niedrig im Vergleich zur Höhe des zu vermessenden Raums 1 angebracht, kann die Kamera 22 beispielsweise auf die Decke gerichtet sein, wenn der Abstand zur Decke größer ist, als der Abstand zum Boden. Ist eine Kamera 22 beispielsweise aufgrund ihrer Anbringung oder der Geometrie des Fahrzeugs 20 sehr hoch im Vergleich zur Höhe des zu vermessenden Raums 1 angebracht, kann die Kamera 22 hingegen beispielsweise auf den Boden gerichtet sein, wenn der Abstand zum Boden größer ist, als der Abstand zur Decke, sofern die Beschaffenheit des Bodens (z.B. kein Wasser) eine Auswertung der Fotografien zulässt. Die Höhe der Kanalsohle (oder der Kanaldecke) kann in einem solchen Fall beispielsweise aus dem ermittelten Höhenverlauf der Decke (bzw. des Bodens) und dem Kanalprofil bestimmt werden, sofern das Kanalprofil bekannt ist. In such cases, a determination of the location of the channel 1 For example, take only photographs of the ceiling. Also the height of a camera 22 in which they are on the vehicle 20 For example, one criterion may be whether photographs of the floor or ceiling are taken to determine the situation. With a greater distance of a camera 21 . 22 . 23 from the surface to be recorded, a larger area can be detected by the image sensor. In this way, the greatest possible overlap of the individual recordings can be achieved. Is a camera 22 for example, due to their attachment or the geometry of the vehicle 20 very low compared to the height of the room to be measured 1 attached, the camera can 22 For example, be directed to the ceiling when the distance to the ceiling is greater than the distance to the ground. Is a camera 22 for example, due to their attachment or the geometry of the vehicle 20 very high compared to the height of the room to be measured 1 attached, the camera can 22 on the other hand, for example, be directed to the ground when the distance to the ground is greater than the distance to the ceiling, provided that the condition of the soil (eg no water) allows an evaluation of the photographs. The height of the channel bottom (or the channel ceiling) can be determined in such a case, for example, from the determined height profile of the ceiling (or the floor) and the channel profile, if the channel profile is known.

Das Fahrzeug 20 kann im Bereich von Startpunkt SP und Endpunkt EP beispielsweise mit konventionellen Methoden der Fernsteuerung gesteuert werden. Beispielsweise in Verbindung mit Richtfunkverfahren und Videokameras. Es kann jedoch auch jegliche andere Steuerung zum Einsatz kommen. Während das Fahrzeug 20 die zu vermessende Strecke abfährt, können jegliche Verfahren, welche eine autonome Bewegung des Fahrzeugs 20 im zu vermessenden Raum 1 erlauben, zum Einsatz kommen. The vehicle 20 can be controlled in the range of starting point SP and end point EP, for example, with conventional methods of remote control. For example, in connection with radio relay methods and video cameras. However, any other controller may be used. While the vehicle 20 the route to be measured descends any method which allows an autonomous movement of the vehicle 20 in the room to be measured 1 allow to be used.

Die Auslösung der Fotokameras 21, 22, 23 kann beispielsweise über einen Radsensor am Fahrzeug 20 erfolgen. So können die Kameras 21, 22, 23 beispielsweise jeweils nach einer vorgebbaren Raddrehung (z.B. jede Vierteldrehung) auslösen. Auf diese Weise kann eine gleichbleibend dichte Überlappung der Fotografien ermöglicht werden. Auch hier sind jedoch auch jegliche andere Verfahren denkbar, welche ein Auslösen der Kameras 21, 22, 23 bewirken. The triggering of the photo cameras 21 . 22 . 23 can for example via a wheel sensor on the vehicle 20 respectively. So can the cameras 21 . 22 . 23 For example, each after a predetermined wheel rotation (eg every quarter turn) trigger. In this way, a consistently dense overlapping of the photographs can be made possible. Again, however, any other method are conceivable which triggering the cameras 21 . 22 . 23 cause.

4 zeigt beispielhaft mögliche Schritte eines Verfahrens zur Vermessung von Räumen. So wird der zu vermessende Raum 1 zunächst abgefahren und es werden währenddessen Fotografien entlang der abgefahrenen Strecke angefertigt. Anhand dieser Fotografien können in einem weiteren Schritt topografische Eigenschaften des zu vermessenden Raums, wie beispielsweise Lage und Höhenverlauf, bestimmt werden. Wie oben bereits beschrieben kann die Bestimmung gewünschter topografischer Eigenschaften dabei wiederum mehrere Schritte umfassen. So können zunächst markante Bildpunkte bestimmt und daraus ein durchgängiger Polygonzug berechnet werden. Anschließend können die Streckenlängen aller Polygonstrecken a, b, c, d bestimmt werden und daraus die gewünschten Eigenschaften berechnet werden. Für diese Schritte zur Bestimmung der topografischen Eigenschaften kann eine geeignete, an sich bekannte Software verwendet werden. 4 shows by way of example possible steps of a method for measuring rooms. This is how the room to be measured becomes 1 At first, we take off and take photographs along the crazy route. On the basis of these photographs, topographic properties of the space to be measured, such as position and height course, can be determined in a further step. As already described above, the determination of desired topographical properties may in turn comprise several steps. Thus, first significant pixels can be determined and from a continuous traverse calculated. Subsequently, the distance lengths of all polygonal distances a, b, c, d can be determined and from this the desired properties can be calculated. For these steps for determining the topographic properties, a suitable software known per se can be used.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1408344 A1 [0005]
DE 102004010114 A1 [0008]
DE 102010020821 A1 [0009]

Claims

System ( 2 ) for surveying rooms; the system ( 2 ) comprises: a vehicle ( 20 ) which is adapted to travel along a path (L) in the space to be measured ( 1 ) to move; at least one camera ( 21 . 22 . 23 ), which is designed to take photographs ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ) along the vehicle ( 20 ) route (L), each with two directly adjacent photographs ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ) overlap; and an evaluation unit ( 24 ), which is designed on the basis of the photographs produced ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ) topographical properties of the space to be measured ( 1 ).

System ( 2 ) according to claim 1, wherein the vehicle ( 20 ) Has wheels or caterpillars.

System ( 2 ) according to claim 1, wherein the vehicle ( 20 ) is designed as a robot.

System ( 2 ) according to claim 1, 2 or 3, wherein the at least one camera ( 21 . 22 . 23 ) on the outside of the vehicle ( 20 ) or in the vehicle ( 20 ) is integrated.

System ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, in which the evaluation unit ( 24 ) at the vehicle ( 20 ) or the at least one camera ( 21 . 22 . 23 ) or in the vehicle ( 20 ) or the at least one camera ( 21 . 22 . 23 ) is integrated.

System ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, in which the evaluation unit ( 24 ) no mechanical connection with the vehicle ( 20 ) or the at least one camera ( 21 . 22 . 23 ) having.

System ( 2 ) according to one of the preceding claims, in which the evaluation unit ( 24 ) by means of a wired or wireless communication channel from the at least one camera ( 21 . 22 . 23 ) received photographs.

System ( 2 ) according to one of the preceding claims, in which the evaluation unit ( 24 ) is further developed: striking points in the finished photographs ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ) to determine; calculate continuous polygons having polygon points (A, B, C, D, E) and polygon sides (a, b, c, d); and to determine the length of each polygon side (a, b, c, d).

System ( 2 ) according to one of the preceding claims, in which by means of photographs ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ) at least one side wall of the height profile of the space to be measured ( 1 ) can be determined.

System ( 2 ) according to one of the preceding claims, in which by means of photographs ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ) of the floor and / or the ceiling the position of the room to be measured ( 1 ) can be determined.

System ( 2 ) according to claim 2, wherein the at least one camera ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ) is triggered by a sensor on the wheel or the crawler.

Method for measuring rooms ( 1 ); the method comprises: traversing the space to be measured ( 1 ) by means of a vehicle ( 20 ) which is adapted to travel along a path (L) in the space to be measured ( 1 ) to move; Making photographs ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ) along the traveled route (L) by means of at least one camera ( 21 . 22 . 23 ), wherein the at least one camera ( 21 . 22 . 23 ) is adapted to the photographs ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ) in such a way that in each case two directly adjacent photographs ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ) overlap; and determining topographical properties of the space to be measured ( 1 ) by means of an evaluation unit ( 24 ) based on the produced photographs ( 31 . 32 . 33 . 34 . 35 ).