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Das elektronische Maßband
Xsigno ist eine Einstiegslösung in die Nahbereichsphotogrammetrie, einer Technik, die aus Ihrer Digitalkamera ein universelles Messgerät macht, um Abstände, Winkel oder räumliche Koordinaten zu ermitteln. Durch die Unterstützung des U3D/PDF Formates und der Ausgabe im Collada Format können texturierte Flächenmodelle für Email und Web erstellt werden.
Obwohl der Begriff der Photogrammetrie den meisten Menschen nicht geläufig ist, gibt es diese innovative Technik seit Beginn der Fotografie und ist in der industriellen Messtechnik und in der Landvermessung nicht mehr wegzudenken. Auch das stereoskopische Sehen unserer Augen, das uns erlaubt unsere Umgebung räumlich wahrzunehmen, dient als Vorbild für diese Technik.
Wie funktioniert die Photogrammetrie?
Um ein Gebäude oder einen Gegenstand räumlich zu vermessen, wird er aus mehreren Ansichten fotografiert. Wenn die Kameraposition bekannt ist, kann ein Punkt aus den Sichtstrahlen der Bildansichten ermittelt werden. In der Praxis ist das etwas komplizierter, da das Kamerabild eine Bildverzerrung hat. Zusätzlich zu der Kameraposition, muss ebenfalls die Bildverzeichnung bekannt sein, um den Raumpunkt zu berechnen.
Die Bestimmung der Kameraposition erfolgt in der Regel über einige Passpunkte mit bekannten Koordinaten. Die Passpunkte können entweder auf andere Art vermessen sein oder ein Referenzobjekt bekannter Größe sein.
Was bietet Xsigno?
Xsigno bietet eine Einstiegslösung in die Photogrammetrie. Für die Kamerakalibrierung und die Orientierung gibt es eine Orientierungsschablone, die in das Bild gelegt wird. Xsigno bietet eine Software um diese Bilder auszuwerten, die Kameraposition zu ermitteln und aus markierten Bildpunkten die Raumkoordinaten auszurechnen.
Die Software richtet sich an Privatanwender, Innenraumausstatter, Architekten und Handwerker.
Wie genau ist eine Messung?
Die Messgenauigkeit hängt von der Entfernung, der Bildstabilität der Kamera und der Sorgfalt der Bildaufnahme ab. Für eine durchschnittliche Arbeitsentfernung von 3 bis 5m, ist mit einer guten Kompaktkamera eine Genauigkeit von um die 5mm erreichbar.
Ein sehr kritischer Punkt bei der Genauigkeit ist die Bildstabilität der Kameraoptik. Bei der Ausgleichsrechnung für die Messauswertung wird angenommen, dass die Kameraeigenschaften (Bildhauptpunkt, Fokale Länge und Bildverzerrung) für jedes Bild genau gleich sind. Da bei Kompaktkameras die Automatik in der Regel nicht abgestellt werden kann, schwanken diese Parameter leicht von Aufnahme zu Aufnahme und führen zu Kalibrierungsfehlern.
Weniger kritisch ist die Pixelauflösung. Wenn man Punktmarker verwendet, können die Bildkoordinaten mit Subpixelgenauigkeit bestimmt werden. Eine hohe Pixelauflösung gibt einem allerdings mehr Bewegungsspielraum bei der Bildaufnahme, man kann aus größerer Entfernung die Marker noch auflösen -- aber nur wenn die Optik mitspielt.
Wenn die Kamera es erlaubt unterschiedliche Pixelauflösungen einzustellen, kann man in der Regel eine etwas niedrigere Auflösung für die Messung einstellen. Übliche Kameras verwenden einen CCD Sensor mit Bayes-Matrix und verwenden eine Farbinterpolation um die Maximalauflösung für alle Farbkanäle zu erreichen. Für Messanwendungen liegt die effektive Pixelauflösung daher bei der Hälfte der Maximalauflösung.
Ich habe mit Google SketchUp mein Haus geplant, kann ich die 3D Messungen einladen?
Ja, das geht. Xsigno erlaubt, die Modelldaten im Collada Format abzuspeichern. Das Collada Format ist ein offener Standard zum Austausch von 3D Daten, der von Google Sketchup und anderen CAD Programmen eingelesen werden kann.
Woher bekomme ich das Orientierungsbrett ?
Das Orientierungsbrett und codierte Markierungspunkte zum Aufkleben können Sie über eine Anfrage beziehen. Die Markierungspunkte sind Aufkleber die sich wieder abziehen lassen.
Zum schnellen Ausprobieren der Technik können Sie ein Blatt Papier mit bekannten Maßen verwenden und die 4 Ecken von Hand markieren. Bei Gebäudefotografien können Sie auch ein Fenster oder eine Tür vermessen und als Referenz benutzen.
Was sind die Anwendungen?
Eine klassische Anwendung ist die Raumvermessung. Selbst für die Bestellung von Gardinen kann eine fotografische Messung sinnvoll sein, da das Bild das Gemessene gleich dokumentiert. Wenn ein anderes Maß benötigt wird oder vergessen wurde, kann man es aus den Bildern nachträglich messen. Aber auch Wandvorsprünge oder Dachschrägen können leichter fotografisch vermessen und dokumentiert werden, als dies mit Maßband oder Lasermeter möglich ist.
Die Vermessung von Gegenständen kann mit dem Maßband schwierig sein, da man nicht durch ein Objekt hindurch messen kann. Wenn es nicht möglich ist, den Gegenstand gegen eine Wand zu stellen oder es eine andere Behelfsmöglichkeit gibt, ist es einfacher und flexibler, eine Rundumansicht aufzunehmen und die Messung photogrammetrisch durchzuführen.
Ganz wichtig, mit Xsigno macht das Messen Spaß. Das Fotografieren und die anschließende Bildverarbeitung am Computer erlauben, schnell zu aussagekräftigen Ergebnissen zu kommen.