Fotorealistische Darstellung

Bei Laser-Abstandsmessungen liefert die Intensität des rückgestreuten Lichts wertvolle Informationen zusätzlich zu den Abstandswerten. Hochaufgelöste Intensitätsbilder stellen Strukturen im Millimeterbereich fotorealistisch dar.

Intensitätsmessungen

Topographie- und Intensitätsmessung einer Straßenoberfläche
© Fraunhofer IPM

Topographie- und Intensitätsmessung einer Straßenoberfläche bei einer Fahrgeschwindigkeit von 80 km/h. Die Linien zeigen die Querprofile entlang der Bewegungsrichtung. Die roten 3D-Scanlinien verlaufen in einem Abstand von jeweils 28 mm quer zur Fahrtrichtung. Die grünen Linien des 2D-Intensitätsscans haben einen Abstand jeweils von 1,7 mm. Das Bild unten rechts zeigt die einzelnen Messpunkte und deren Abstand zueinander quer zur Bewegung.

Neben der 3D-Geometrie von Objekten, ist oftmals auch deren Oberfläche von Interesse. Die Anforderungen reichen hier bis in den Submillimeterbereich. Von mobilen Plattformen, die sich mit typischen Geschwindigkeiten von 80 km/h bewegen, gelang eine solche Abbildung bisher nur mit speziellen Kamerasystemen und starker, aktiver Beleuchtung. Hierbei sind der Schärfebereich und das Blickfeld stark beschränkt. Anschließend müssen die gewonnenen Kamerabilder in einem aufwändigen Prozess konsistent zusammengefügt werden.

Fraunhofer IPM hat eine neuartige Technologie entwickelt und patentieren lassen, die 3D-Aufnahmen und hochaufgelöste 2D-Oberflächenaufnahmen gleichzeitig aufnimmt – ganz ohne Kamera. Für das Konzept wurden ein Intensitäts-Scanner für die 2D-Information und ein Distanz-Scanner für die 3D-Information in einem optischen Aufbau vereint. Darauf aufbauend sind kompakte Geräte möglich, deren Einheiten zueinander kalibriert sind. In der bisher realisierten Ausführung ist das 2D-Bild um einen Faktor 16 höher aufgelöst als das 3D-Bild.

Die fotorealistische Darstellung hat drei zentrale Vorteile: Sie ist vollkommen unabhängig von der Umgebungsbeleuchtung und besitzt eine hohe Tiefenschärfe. Zusätzlich entfällt durch die reine Hardwarekalibration eine aufwändige Nachbearbeitung wie z. B. das Stitching.

Mit der  Technologie ist z. B. die Rissdetektionen in Asphalt oder Beton im Submillimeterbereich aus der Bewegung möglich – dies bei Bewegungsgeschwindigkeiten der Trägerplattform von über 80 km/h.

 

 

System zur Fahrbahn-
oberflächenmessung

Der Pavement Profile Scanner PPS-Plus erfasst zusätzlich zum Scanprofil ein hochaufgelöstes Intensitätsbild der Fahrbahnoberfläche, auf dem auch kleinere Defekte, etwa Risse, erkennbar sind.