Digitale Photogrammetrie in der Bautechnik: Einfluss wichtiger Systemparameter und Genauigkeitspotenzial in der Praxis

摘要

Digital close range photogrammetry enables non-contact acquisition of deformations, cracks and other damages from materials, members and building constructions. Strains of concrete and reinforced concrete (ca. 3,5 ‰ ultimate compression strain, ca. 0,1 ‰ ultimate tension strain) and crack widths (from 0,05 mm) are very small compared to other materials. Thus, digital close range photogrammetry often operates on its limits when being applied to concrete structures. The optimal choice of major system parameters decides whether measurements can be accomplished with sufficient accuracy. In a systematic study of relevant system parameters influences and interdependences were investigated by means of conventional digital photogrammetry equipment. System parameters studied include both the image acquisition process - such as signaling, lighting, exposure, frame rate, object location - and the image analysis parameters - such as size, number and position of facets. Key results are presented and discussed. Finally, recommendations are derived for system parameters in practical application and application limits.%Die digitale Nahbereichsphotogrammetrie ermöglicht die berührungslose Erfassung von Verformungen, Rissen und anderen Schädigungen bei experimentellen Untersuchungen von Baustoffen, Bauteilen und Baukonstruktionen. Bei Beton bzw. Stahlbeton sind die zu beobachtenden Dehnungen (ca. 3,5 ‰ Druckbruchdehnung, ca. 0,1 ‰ Zugbruchdehnung) und Rissbreiten (ab 0,05 mm) im Vergleich zu anderen Materialien sehr klein. Bei Betonbauteilen wird die digitale Nahbereichsphotogrammetrie daher oft an der Leistungsgrenze betrieben. Dann entscheidet die optimale Wahl maßgebender Systemparameter darüber, ob die Messaufgabe mit hinreichender Genauigkeit durchgeführt werden kann. In einer systematischen Studie zu maßgebenden Systemparametern wurden Einflussgrößen und Abhängigkeiten mit einer üblichen Photogrammetrieanlage untersucht. Zu den untersuchten Systemparametern zählen Parameter der Bildaufnahme - wie Signalisierung, Beleuchtung, Belichtung, Bildrate, Objektposition - und Parameter der Bildauswertung - wie Größe, Anzahl und Position der Facetten. Wesentliche Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert. Daraus werden Empfehlungen für Systemparameter beim praktischen Einsatz, erreichbare Messgenauigkeit und Hinweise zu Anwendungsgrenzen abgeleitet.