DE10061550A1

DE10061550A1 - Planning of cellular radio networks, using digital photogrammetry in conjunction with a reference database of the absorption and reflection characteristics of different building and vegetation types previously identified

Info

Publication number: DE10061550A1
Application number: DE2000161550
Authority: DE
Inventors: Peter Lieckfeldt
Original assignee: GTA Geoinformatik GmbH
Current assignee: GTA Geoinformatik GmbH
Priority date: 2000-12-11
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2002-06-20

Abstract

Device for micro-cellular radio-network planing using terrestrial digital photogrammetry and an orientation platform as a well a satellite based positioning system (DGPS). The arrangement uses transmitter and receiver devices to determine the reflection and absorption behavior of buildings, facades and vegetation. The measured data is stored in a reference database so that when future surveys reveal similar structures or vegetation the reference data can be used.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur mikrozellularen Funknetzplanung mittels terrestrischer digi taler Photogrammetrie und einer Orientierungsplattform, diese umfassend eine digitale Bildaufnahmeeinrichtung sowie ein sa tellitengestütztes Lagebestimmungssystem (DGPS) gemäß Oberbe griff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an apparatus and a method for microcellular radio network planning using terrestrial digi taler photogrammetry and an orientation platform, this comprising a digital image recording device and a sa tellite-based orientation system (DGPS) according to Oberbe handle of claim 1.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 197 35 175 A1 ist ein Verfahren zur digitalen Erfassung räumlicher Szenen sowie zur Bestimmung von Objektkoordinaten bekannt, wobei gemäß dorti ger Lösung in einfacher Weise beliebige natürliche Szenen auch durch Einzelpositionsaufnahmen erfaßt werden sollen, oh ne daß von vornherein Paßpunkte oder ein einheitliches Koor dinatensystem vorgegeben werden muß. Weiterhin soll auf der Basis der so erfaßten Szenen nachträglich ein geometrisch räumliches Bild erstellt werden, welches wiederum in eine entsprechende Datenbank transformierbar ist.From the German patent application 197 35 175 A1 is a Process for the digital acquisition of spatial scenes as well as for Determination of object coordinates known, whereby according to dorti ger solution in a simple manner any natural scenes should also be recorded by taking individual positions, oh ne that from the outset passpoints or a uniform coor dinate system must be specified. Furthermore, on the The basis of the scenes captured in this way is a geometric one spatial image can be created, which in turn into a corresponding database is transformable.

Gemäß dem Lösungsansatz nach DE 197 35 175 A1 wird die inter essierende Szene von verschiedenen Positionen aus z. B. mit einer Digitalkamera aufgenommen, wobei die erhaltenen Bild daten in entsprechenden Dateien abgelegt werden. Im Anschluß daran werden korrespondierende Referenz- oder Verknüpfungs elemente in den einzelnen Aufnahmen bestimmt, wobei dies auch interaktiv erfolgen kann. Die Referenz- oder Verknüpfungsele mente können Marken sein, die in der jeweiligen Szene angeordnet werden, oder markante Punkte darstellen, die aus dem Szenenbild bzw. den Szenenbildern selbst stammen. Die Aufnah me oder die Aufnahmesequenz kann sowohl kontinuierlich als aus diskontinuierlich, d. h. in Form von einzelnen Szenenfotos vorgenommen werden. Die erhaltenen digitalen Datensätze wer den einer automatischen Bestimmung der inneren räumlichen Geometrie des Systems der Verknüpfungselemente unterzogen, wobei auf bekannte Methoden der digitalen Bild- und/oder Mu stererkennung zurückgegriffen wird. Ergänzend soll die Mög lichkeit bestehen, daß externe Koordinaten oder Paßpunkte vorgesehen sind, um die Bildsynthese zu optimieren. Das dort vorgestellte Verfahren dient bevorzugt der Erfassung archäo logischer Grabungssituationen, d. h. zur Dokumentation derar tiger Ausgrabungen. Die aufbereiteten Bilddaten können der Erstellung eines 3D-Modells dienen, wobei dieses dann ein ideales Dokumentationsmittel freigelegter Funde ist.According to the approach according to DE 197 35 175 A1, the inter eating scene from different positions from e.g. B. with taken with a digital camera, the image obtained data are stored in corresponding files. In connection there will be corresponding reference or linking elements determined in the individual shots, and this too can be done interactively. The reference or link element elements can be brands that are arranged in the respective scene be, or represent striking points from the The scene or the scenes themselves. The recording me or the recording sequence can be both continuous and discontinuous, d. H. in the form of individual scene photos be made. The digital records received who that of an automatic determination of the internal spatial Subjected to geometry of the system of connecting elements, being based on known methods of digital image and / or mu star detection is used. In addition, the Mög possibility exist that external coordinates or control points are provided to optimize image synthesis. That there The method presented is preferably used to record archaeo logical excavation situations, d. H. for documentation of such excavations. The processed image data can be the Serve creation of a 3D model, whereby this then a is the ideal means of documentation of uncovered finds.

Die DE 43 38 280 C1 wiederum offenbart ein Verfahren zur bildgestützten Lageerfassung und Kartierung unterirdischer, oberflächennaher Objekte mit einem optischen Meßgerät sowie geophysikalischen Sensoren zur Erfassung, Auswertung und In terpretation geophysikalischer Daten. Mit einer hochgenauen Peilvorrichtung im Verbund mit einer Orientierungsplattform wird eine kontinuierliche, plangenaue und dreidimensionale Lagebestimmung durchgeführt, wobei die relative Lage der Ko ordinatensysteme mit hoher Genauigkeit zu erfassen ist. Ober irdische und unterirdische Objektdaten werden dann in einem Zentralrechner weiterverarbeitet und nachträglich auf ein für digitale Kartensysteme entsprechendes Format übertragen und zur Ansicht gebracht. Die dort notwendige Sensorik sowie die genaue Lage- respektive Koordinatenzuordnung führt jedoch zu einem erheblichen Aufwand mit einem entsprechend einge schränkten Anwendungsgebiet.DE 43 38 280 C1 in turn discloses a method for image-based location detection and mapping of underground, objects near the surface with an optical measuring device as well geophysical sensors for acquisition, evaluation and in interpretation of geophysical data. With a highly accurate Direction finding device in conjunction with an orientation platform becomes a continuous, accurate and three-dimensional Position determination carried out, the relative position of the Ko ordinate systems can be recorded with high accuracy. upper Earth and underground object data are then combined in one Central computer processed and subsequently on a for digital card systems transfer appropriate format and brought to view. The sensors required there as well as the exact location or coordinate assignment leads to a considerable effort with a correspondingly restricted area of application.

Bei der DE 197 46 639 A1, die ein Verfahren zur digitalen Er fassung räumlicher Objekte und Szenen für eine 3D-Bildkarte offenbart, sollen in einfacher Weise beliebige natürliche Szenen auch durch Einzelpositionsaufnahmen erfaßbar sein, ohne daß von vornherein Paßpunkte oder ein einheitliches Koor dinatensystem vorgegeben werden muß. Dort wird verfahrenssei tig zum Erhalt einer Datenmenge für 3D-Bildkarten auf bereits vorliegende digitalisierte Luftbildaufnahmen der realen Ob jekte oder Szenen zurückgegriffen oder es werden derartige Aufnahmen angefertigt. Den digitalisierten Luftbilddaten wer den Präzisionspositionskoordinaten zugeordnet, so daß die ge wünschte Lagegenauigkeit für die anschließende Kombination mit weiteren Bilddatensätzen gegeben ist. Angefertigte terre strische Aufnahmen der betreffenden realen Objekte oder Sze nen liefern Ansichten aus unterschiedlichen Positionen und/oder Richtungen, so daß insbesondere die Oberfläche, die aus den Luftbildern nicht erschlossen werden kann, als ergän zender Bilddatensatz vorliegt.In DE 197 46 639 A1, which is a method for digital Er Detection of spatial objects and scenes for a 3D picture card any natural Scenes can also be captured by taking individual positions without that from the start passpoints or a uniform coor dinate system must be specified. There is procedure to get a data set for 3D image cards on already available digitalized aerial photographs of the real Ob objects or scenes, or they become such Recorded. The digitized aerial photo data assigned to the precision position coordinates, so that the ge desired position accuracy for the subsequent combination with other image data sets. Made terre Strict recordings of the real objects or scenes concerned NEN provide views from different positions and / or directions, so that in particular the surface, the cannot be inferred from the aerial photographs as a supplement image data record is available.

Ausgestaltend wird gemäß DE 197 46 639 A1 darauf hingewiesen, daß die interessierende Szene von verschiedenen Positionen aus, z. B. mit einer Digitalkamera aufgenommen werden kann, wobei die erhaltenen Bilddaten in entsprechenden Dateien ab gelegt werden. Im Anschluß daran werden korrespondierende Re ferenz- oder Verknüpfungselemente in den einzelnen Aufnahmen bestimmt, wobei dies auch interaktiv erfolgen kann. Die Refe renz- oder Verknüpfungselemente können auch Marken sein, die in der jeweiligen Szene angeordnet werden, oder markante Punkte darstellen, die aus dem Szenenbild selbst stammen. Die erhaltenen digitalen Datensätze werden einer automatischen Bestimmung der inneren räumlichen Geometrie des Systems von Verknüpfungselementen unterzogen, wobei hierfür bekannte Me thoden der Bildverarbeitung nutzbar sind.In accordance with DE 197 46 639 A1, it is pointed out that that the scene of interest from different positions from, e.g. B. can be recorded with a digital camera, the image data obtained in corresponding files be placed. Corresponding Re reference or linking elements in the individual recordings determined, which can also be done interactively. The Refe Border or linking elements can also be brands that be arranged in the respective scene, or striking Show dots that come from the scene itself. The Digital records obtained are automatic Determination of the internal spatial geometry of the system of Subjected to linking elements, known Me methods of image processing can be used.

Mit zunehmender Siedlungsdichte und dem Ausbau von Funknetzen kommt der zellularen Netzplanung immer größere Bedeutung zu. In Siedlungsgebieten und Städten führen dort vorhandene Ge bäude, die unterschiedliche Oberflächen mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften besitzen, zu Feldverzerrungen auf grund Reflexion und Absorption hochfrequenter Energie. Es ist nun bekannt, 3D-Geländemodelle als Primärdaten zu nutzen, um anhand dieser Modelle eine Ausbreitungssimulation durchzufüh ren. Die vorhandenen Daten über einen Gebäude- und/oder Vegetationsbestand in Siedlungsgebieten reichen jedoch nicht aus, um eine hochgenaue mikrozellulare Funknetzplanung vorzuneh men.With increasing settlement density and the expansion of radio networks Cellular network planning is becoming increasingly important. Ge exist in settlement areas and cities buildings that have different surfaces with different Have reflection properties, to field distortions due to reflection and absorption of high-frequency energy. It is now known to use 3D terrain models as primary data to carry out a propagation simulation based on these models Ren. The existing data about a building and / or vegetation stock in settlement areas, however, are not enough to carry out high-precision microcellular radio network planning men.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur mikrozellularen Funknetz planung mittels einer speziellen Orientierungsplattform anzu geben, wobei die Orientierungsplattform eine an sich bekannte digitale Bildaufnahmeeinrichtung sowie ein satellitengestütz tes Lagebestimmungssystem umfaßt.From the above, it is therefore an object of the invention to Device and a method for microcellular radio network planning using a special orientation platform give, the orientation platform a known per se digital image recording device and a satellite support tes orientation system includes.

Die zu schaffende Vorrichtung bzw. das anzugebende Verfahren soll eine halb- und/oder vollautomatische Bildaufnahme ge statten, wobei gleichzeitig die Möglichkeit besteht, eine Hochfrequenz-Reflexionssituation zu erfassen. Ergänzend soll das Verfahren bzw. die Vorrichtung eine Klassierung von Ge bäuden oder Gelände- bzw. Vegetationssituationen erreichen, anhand derer bei vorhandenen Bildaufnahmen ein zu erwartendes Reflexionsverhalten zugeordnet werden kann.The device to be created or the method to be specified should be a semi and / or fully automatic image recording ge equip, with the possibility of a Detect high-frequency reflection situation. Supplementary the method or the device classifies Ge buildings or reach terrain or vegetation situations, on the basis of which one can expect an existing image Reflection behavior can be assigned.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Vor richtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit einem Verfahren in seiner Definition nach Patentanspruch 2.The object of the invention is achieved with a front direction according to the features of claim 1 and with a method in its definition according to claim 2.

Gemäß dem vorrichtungsseitigen Grundgedanken der Erfindung wird auf einer nicht ferromagnetischen, stabilen Platte, die als Träger dient, eine Baueinheit angeordnet, wobei die Bau einheit die digitale Bildaufnahmeeinrichtung, z. B. eine digi tale Kamera, und dieser unmittelbar benachbart eine DGPS- Empfangseinheit sowie eine HF-Sende- und Empfangseinheit zur Reflexionserfassung aufweist. Weiterhin umfaßt die Baueinheit Sensoren zur Bestimmung der räumlichen Orientierung sowie ei nen in Aufnahmerichtung weisenden Laserentfernungsmesser. Ein Steuerrechner steht über geeignete Schnittstellen mit der Sensorik in Verbindung und erhält Orientierungs- und Winkel daten der momentanen Position der Bildaufnahmeeinrichtung. Unter Berücksichtigung vorgegebener Orientierungstoleranzen wird dann mit Hilfe des Steuerrechners eine Bildaufnahme oder eine Aufnahmefolge ausgelöst, wobei die Bilddaten gemeinsam mit den zugehörigen Orientierungs- und Winkeldaten des Auf nahmemoments und den erfaßten Reflexionxdaten in eine Spei chereinheit abgelegt werden.According to the basic concept of the invention on the device side is on a non-ferromagnetic, stable plate that serves as a carrier, a structural unit arranged, the construction unit the digital image recording device, for. B. a digi tal camera, and this immediately adjacent to a DGPS Receiver unit and an RF transmitter and receiver unit for Has reflection detection. The unit also includes Sensors for determining the spatial orientation and egg a laser range finder pointing in the direction of exposure. A control computer is connected to the via suitable interfaces Connected sensors and receives orientation and angle data of the current position of the image recording device. Taking predetermined orientation tolerances into account is then taken with the help of the control computer or triggered a recording sequence, the image data together with the associated orientation and angle data of the up and the recorded reflection x data in a memory storage unit.

Die einzelnen Komponenten, die in Ausgestaltung Kompaß- und Neigungssensoren zur Bestimmung der räumlichen Orientierung umfassen können, werden von dem erwähnten Steuerrechner funk tional aktiviert, wobei der Steuerrechner zusätzlich Bildda ten und die zugehörigen Lage- und Orientierungsdaten minde stens zeitweise in einen geeigneten Speicher ablegt.The individual components in the compass and design Inclination sensors for determining the spatial orientation can include, are radio from the control computer mentioned tionally activated, the control computer additionally image da and the associated location and orientation data at least temporarily in a suitable memory.

Das differentielle GPS-System zur Positionsbestimmung besteht aus einer an sich bekannten, an einem Festpunkt aufgestellten Referenzstation, die über ein Funkmodem Korrekturdaten zur exakten Positionsbestimmung an die auf der Platte befestigte DGPS-Empfangseinheit sendet.The differential GPS system for position determination exists from a known, set up at a fixed point Reference station for correction data via a radio modem exact position determination to the one fixed on the plate DGPS receiving unit sends.

Bei einem Ausführungsbeispiel besteht die Platte aus einem massiven Aluminiummaterial, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung und der erwähnte Laserentfernungsmesser so ausgelegt sind, daß eine schnelle Montage möglich ist. Geeignete Positionie rungs- und Befestigungselemente stellen sicher, daß sich die relative Position der Sensoren zur Grundplatte nicht verän dert.In one embodiment, the plate consists of a solid aluminum material, the image recording device and the laser rangefinder mentioned are designed that a quick assembly is possible. Appropriate position Fixing and fastening elements ensure that the do not change the relative position of the sensors to the base plate changed.

Die erwähnte Aluminiumplatte, die die einzelnen Komponenten der Vorrichtung trägt, kann mit einer Vorrichtung ausgestat tet sein, die eine Montage auf üblichen Stativen oder aber z. B. auf einem Dach eines Kfz gestattet.The mentioned aluminum plate, which the individual components the device can be equipped with a device tet, which is an assembly on usual tripods or z. B. allowed on a roof of a motor vehicle.

In Fortbildung der Erfindung kann die Platte mit einem moto rischen Antrieb zur Bewegung und Ausrichtung der Kamera und/oder der HF-Antenne der Sende- und Empfangseinheit ver bunden sein, wobei dieser Antrieb Zieldaten zur Einstellung aus dem Steuerrechner erhält.In a development of the invention, the plate with a moto drive for moving and aligning the camera and / or the RF antenna of the transmitting and receiving unit be bound, this drive target data for setting receives from the control computer.

Zum Ausgleich von ferro- und/oder nichtmagnetischen Störungen steht der elektronische Kompaß mit einer Kalibriereinrichtung in Wechselwirkung, so daß nicht zu vermeidende Winkelabwei chungen auf ein Mindestmaß reduzierbar sind.To compensate for ferro- and / or non-magnetic interference stands the electronic compass with a calibration device in interaction, so that unavoidable angle deviation can be reduced to a minimum.

Die DGPS-Empfangseinheit weist eine GPS-Antenne sowie einen Realtime-GPS-Computer auf, wobei letzterer über eine serielle Schnittstelle mit dem vorerwähnten Steuerrechner verbunden ist.The DGPS receiver unit has a GPS antenna and a Real-time GPS computer, the latter via a serial Interface connected to the aforementioned control computer is.

Der GPS-Computer ist an das erwähnte Funkmodem angeschlossen, welches zum sicheren Aufbau der DGPS-Referenzstrecke einen gewinnbehafteten Strahler bevorzugt mit einem Antennengewinn ≧ 5 dB aufweist.The GPS computer is connected to the radio modem mentioned, which one for the secure construction of the DGPS reference route profitable radiators preferably with an antenna gain ≧ 5 dB.

Der Realtime-GPS-Computer soll bei einer bevorzugten Ausfüh rungsform der Erfindung eine Positions-Updaterate von 5 Hz besitzen.The real-time GPS computer should be in a preferred embodiment tion form of the invention a position update rate of 5 Hz have.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann die DGPS-Referenzstrecke wahlweise über eine Funkstrecke kleiner Leistung im hierfür freigegebenen Frequenzbereich oder über ein öffentliches Mobilfunk-Telekommunikationsnetz aufgebaut werden.In a further embodiment according to the invention, the DGPS reference link optionally over a radio link smaller Power in the frequency range approved for this or over set up a public mobile telecommunications network become.

Verfahrensseitig wird nun unter Anwendung der gezeigten Vor richtung zur terrestrischen digitalen Photogrammetrie eine laufende Abfrage der Daten der DGPS-Empfangseinheit, der Sen soren zur Bestimmung der räumlichen Orientierung sowie des Entfernungsmessers und ein Zuordnen sowie Speichern dieser Daten als Anfangswerte der äußeren Orientierung jedes einzel nen Bildes vorgenommen. Der vorhandene Steuerrechner gibt dann Steuer- oder Empfehlungswerte zum Auslösen der Bildauf nahmeeinrichtung respektive der digitalen Kamera zum Erstel len nächster Bilder ab, wobei mit Übernahme der Bilddaten in einen Bildfolgespeicher zeitgleich die korrespondieren Lage- und Orientierungsdaten für das Projektionszentrum und die Ausrichtung der Bildaufnahmeeinrichtung abgespeichert werden. Weiterhin werden auf der Basis der so erhaltenen Datenpakete zeitlich nachgeordnet an sich bekannte Korrelationsverfahren genutzt, um eine 3D-Modellierung zu ermöglichen. The procedural side is now using the shown before direction to terrestrial digital photogrammetry a ongoing query of the data of the DGPS receiver unit, the sen sensors for determining the spatial orientation and the Rangefinder and assigning and storing them Data as initial values of the external orientation of each one made a picture. The existing tax calculator gives then control or recommendation values to trigger the image device or digital camera for the first time len next pictures, whereby with transfer of the picture data in an image sequence memory at the same time the corresponding position and orientation data for the projection center and the Alignment of the image recording device can be stored. Furthermore, based on the data packets thus obtained correlation methods known per se after this used to enable 3D modeling.

Mit Hilfe der speziell ausgestalteten Orientierungsplattform kann eine nahezu flächendeckende Erfassung des Streu- und Re flexionsanteils ausgestrahlter Hochfrequenzleistung von dem bestrahlten Bereich des Gebäudes bzw. der Fassade vorgenommen werden. Hierbei besteht selbstverständlich die Möglichkeit, primär auf die Bestimmung der Reflexionsdaten abzustellen, wobei die Bildaufnahmen dem Erstellen einer Klassifizierungs datenbank dienen. Im Nachgang kann dann ein typisches Refle xionsverhalten nach jeweils typischen Situationen für die spätere Simulation zur Funknetzplanung Verwendung finden.With the help of the specially designed orientation platform can cover the scatter and re high-frequency power emitted by the irradiated area of the building or facade become. Of course there is the possibility based primarily on the determination of the reflection data, the image recordings being the creation of a classification serve database. In the aftermath, a typical Refle behavior according to typical situations for the later simulation for radio network planning can be used.

Eine solche Referenzdatenbank beinhaltet aus exemplarischen Messungen gewonnene Streu-/Reflexionseigenschaften von proto typischen Fassaden, z. B. einem Fachwerkhaus, einem Ziegel steinbau, Beton mit Armierung, einer Stahl- und/oder Glaskon struktion und so weiter, wobei die Messungen bestimmten Typklassen zugeordnet werden.Such a reference database contains from example Measurements of scatter / reflection properties from proto typical facades, e.g. B. a half-timbered house, a brick stone construction, concrete with reinforcement, a steel and / or glass cone structure and so on, the measurements determining Type classes can be assigned.

Für die flächendeckende Ermittlung der Reflexionseigenschaf ten könnte dann z. B. aus vorhandenen fotografischen Aufnah men, die mit der Plattform gewonnen wurden oder die als Da tenquelle bereits vorhanden sind, die Zugehörigkeit zur Ty penklasse geschätzt werden. Auch läßt sich hieraus das pro zentuale anteilige Flächenverhältnis Mauerwerk zu beschichte ten und damit hochreflektiven Fensterflächen ermitteln, um eine Reflexionsbewertung vorzunehmen.For the comprehensive determination of the reflection properties ten could then z. B. from existing photographic recordings men who were won with the platform or who were there source already exist, belonging to the Ty Pen class can be estimated. The pro can also be derived from this percentage of the area ratio of masonry to be coated and thus determine highly reflective window areas in order to to carry out a reflection assessment.

Die Sende- und Empfangseinheit ist in der Lage, die jeweilige Funkzelle bzw. einen Funkzellenwechsel zu bestimmen und gege benenfalls die erfaßten Reflexionsdaten online an den Netzbe treiber weiterzugeben, wobei in diesem Falle Daten zur erfaß ten räumlichen Orientierung der Orientierungsplattform den Reflexionsdaten entsprechend zugeordnet werden.The sending and receiving unit is capable of the respective To determine radio cell or a cell change and counter if necessary, the recorded reflection data online to the network pass on drivers, in this case data to be recorded th spatial orientation of the orientation platform Reflection data can be assigned accordingly.

Der Steuerrechner steht mit einem Monitor in Verbindung, der in der Lage ist, menügestützt momentane Bilddaten sowie Lage- und Orientierungswerte anzugeben, so daß auch ein manuelles Auslösen einer weiteren Bildaufnahme anhand der bereitge stellten Empfehlungswerte möglich ist.The control computer is connected to a monitor that is able to display current image data and and to provide orientation values so that a manual Trigger another image acquisition based on the prepared recommended values is possible.

Bei der Auswertung der Lage- und Orientierungsdaten erfolgt ein Kalibrierungsschtitt zum Ausgleich der mechanisch kon struktivbedingten Positionsunterschiede zwischen der GPS- Antenne der entsprechenden Empfangseinheit, der Bildebene der Bildaufnahmeeinrichtung sowie der Ausrichtungsunterschiede zwischen letzterer und dem elektronischen Kompaß sowie dem Entfernungsmesser.When evaluating the location and orientation data a calibration step to compensate for the mechanically con structural differences in position between the GPS Antenna of the corresponding receiving unit, the image plane of the Image acquisition device and the alignment differences between the latter and the electronic compass as well as the Rangefinder.

Unter Berücksichtigung der aktuellen Lage- und Orientierungs daten kann der Zeitpunkt bestimmt werden, zu dem die nächste Aufnahme und/oder Messung auszulösen ist, wobei dieser Zeit punkt als Meldung auf der Bedienoberfläche erscheint und/oder eine nächste Aufnahme und/oder Messung zu diesem Zeitpunkt entsprechend automatisch ausgelöst wird.Taking into account the current location and orientation data the time can be determined at which the next Recording and / or measurement is to be triggered, this time dot appears as a message on the user interface and / or a next recording and / or measurement at that time is triggered automatically accordingly.

Ergänzend kann softwareseitig ein Programm-Modul zur Kali brierung der Bildaufnahmeeinrichtung respektive der Kamera vorgesehen sein, wobei zum Ausführen der Kalibrierung eine Kalibrierungsvorlage aus verschiedenen Positionen aufzunehmen ist. Mittels der entstandenen Bilder wird unter Rückgriff auf einen sogenannten Photomodeller eine Parameterermittlung ein schließlich der Lage des Bildhauptpunkts ermittelt, wobei der entsprechende Kalibriervorgang weitestgehend automatisch ab läuft.In addition, a software module for Kali can be used on the software side bration of the image recording device or the camera be provided, with a to perform the calibration Record calibration template from different positions is. By means of the images created, recourse is taken to a so-called photomodeller a parameter determination finally determined the position of the main image point, the corresponding calibration process largely automatically running.

Wie erwähnt, wird bei der Aufnahme der Orientierungsdaten ei ne Korrektur vorhandener ferto- und weichmagnetischer Störun gen vorgenommen.As mentioned, ei ne correction of existing ferto and soft magnetic disturbances gene made.

Zur Stabilisierung der photogrammetrischen Auswertung, aber auch zu Kontrollzwecken erweist sich die vorgeschlagene Ent fernungsmessung zwischen dem Projektionszentrum und ausge wählten Punkten der Objektoberfläche als vorteilhaft. Der Meßwegdurchmesser des Entfernungsmessers liegt bei relevanten Einsatzfällen, d. h. einem Abstand Bildaufnahmeeinrichtung/ Objekt im Bereich von 30 bis 60 m in der Größenordnung von 1 bis 3 Pixeln.To stabilize the photogrammetric evaluation, however the proposed Ent also proves to be used for control purposes distance measurement between the projection center and out chose points of the object surface as advantageous. The The measuring path diameter of the rangefinder is relevant Use cases, d. H. a distance image recording device / Object in the range of 30 to 60 m in the order of 1 to 3 pixels.

Durch Einsatz des Entfernungsmessers ist eine automatische Identifikation der Bildkoordinaten des Lasermeßflecks im elektronischen Kamerabild im Sinne einer automatischen Paß punktgewinnung nach Bestimmung der Winkeldivergenz zwischen optischer Achse der Kamera und des Laserstrahls möglich.Using the rangefinder is automatic Identification of the image coordinates of the laser measurement spot in the electronic camera image in the sense of an automatic passport point acquisition after determining the angular divergence between optical axis of the camera and the laser beam possible.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei spiels sowie unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.The invention is illustrated below with the aid of an embodiment game and explained with the help of a figure become.

Das in der Fig. 1 gezeigte Blockschaltbild der Orientierungs plattform geht von einem zentralen Steuerrechner bzw. Platt formcomputer aus, welcher über geeignete Schnittstellen, z. B. SCSI mit der Bildaufnahmeeinrichtung, nämlich einer digitalen Kamera, bzw. dem Laserentfernungsmesser über eine serielle Schnittstelle und der Elektronik für den Neigungs- und Kom paßsensor in Verbindung steht.The block diagram of the orientation platform shown in FIG. 1 is based on a central control computer or platform computer which uses suitable interfaces, for. B. SCSI with the image recording device, namely a digital camera, or the laser rangefinder via a serial interface and the electronics for the inclination and Kom pass sensor is in connection.

Darüber hinaus tauscht der Plattformcomputer Daten mit einem GPS-Computer der DGPS-Empfangseinheit aus.The platform computer also exchanges data with you GPS computer of the DGPS receiver unit.

Diese DGPS-Empfangseinheit umfaßt ein Funkmodem mit einer zu geordneten Funkantenne sowie einen GPS-Empfänger mit einer entsprechenden GPS-Antenne.This DGPS receiving unit comprises a radio modem with a ordered radio antenna and a GPS receiver with a corresponding GPS antenna.

Über das Funkmodem der DGPS-Empfangseinheit wird eine DGPS- Referenzstrecke, d. h. eine Funkverbindung zu einer GPS-Refe renzstation, die an einem exakt bekannten Standort positio niert ist, aufgebaut.Via the radio modem of the DGPS receiver unit, a DGPS Reference distance, d. H. a radio connection to a GPS Refe renzstation, the positio at a precisely known location is built.

Das DGPS-System bietet die Möglichkeit, eine präzisere Posi tionserfassung zu erreichen, indem die Systemfehler des ei gentlichen satellitengestützten Lagebestimmungssystems korri giert werden. Hierbei wird auf die erwähnte GPS-Referenz station zurückgegriffen, die an einem exakt vermessenen Punkt steht. Diese ermittelt die Systemfehler, z. B. die Uhrenfehler der Satelliten, ionosphärische und troposphärische Laufzeitfehler und so weiter, korrigiert diese und stellt dieses Kor rektursignal über die Referenzfunkstrecke dem GPS-Computer, der sich auf der Platte der Orientierungsplattform befindet, zur Verfügung. Die Fehlerkorrektur erfolgt durch Vergleich der exakten, bekannten Position der Referenzstation mit der Position, die mittels der eigentlichen Satellitenempfangs signale errechnet wurde. Eine empfängerinterne Verarbeitung der Satellitensignale und der empfangenen Korrekturdaten er möglicht eine Genauigkeitsbestimmung der Lage der Orientie rungsplattform bis in den Zentimeterbereich.The DGPS system offers the possibility of a more precise posi tion acquisition by the system errors of the egg Corresponding satellite-based orientation system corri be greeded. This will refer to the GPS reference mentioned station used at a precisely measured point stands. This determines the system errors, e.g. B. the clock errors the satellite, ionospheric and tropospheric runtime errors and so on, correct it and put this Cor rectification signal via the reference radio link to the GPS computer, which is on the plate of the orientation platform, to disposal. The error correction is done by comparison the exact, known position of the reference station with the Position by means of the actual satellite reception signals was calculated. Processing within the recipient the satellite signals and the received correction data enables an exact determination of the position of the Orientie platform down to the centimeter range.

Mindestens die GPS-Empfangsantenne, die digitale Kamera, der Laserentfernungsmesser sowie die Neigungssensoren bzw. der Kompaßsensor befinden sich auf einer nichtferromagnetischen Platte, die einen Träger für die einzelnen Baugruppen bildet. Die GPS-Antenne bzw. die komplette DGPS-Empfangseinheit mit Antenne ist der digitalen Bildaufnahmeeinrichtung, d. h. der digitalen Kamera möglichst eng benachbart angeordnet.At least the GPS receiving antenna, the digital camera, the Laser rangefinder and the inclination sensors or the Compass sensors are on a non-ferromagnetic Plate that forms a support for the individual assemblies. The GPS antenna or the complete DGPS receiver unit with Antenna is the digital imaging device, i. H. the digital camera arranged as closely as possible.

Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Sensorik einschließ lich des DGPS-Systems kann die Position der Plattform ein schließlich deren Winkellage und damit die Kamerarichtung be stimmt werden. Der Steuerrechner erhält Daten von den Senso ren, die ihn in die Lage versetzen, die momentane Position der Bildaufnahmeeinrichtung zu ermitteln, um unter Berück sichtigung vorgegebener Orientierungstoleranzen eine Bildauf nahme oder eine Aufnahmefolge auszulösen bzw. entsprechende Auslösesignale zum manuellen Betätigen der Kamera bereitzu stellen. Die erhaltenen Bilddaten werden dann gemeinsam mit den zugehörigen Orientierungs- und Winkeldaten des jeweiligen Aufnahmemoments in einer Speichereinheit abgelegt und für die weitere Bildverarbeitung zur Verfügung gestellt.Include using the sensors described above The position of the platform can be adjusted in the DGPS system finally their angular position and thus the camera direction be true. The control computer receives data from the Senso that enable him to take the current position the image recording device to determine under Berück viewing given orientation tolerances take or trigger a recording sequence or corresponding Trigger signals for manual operation of the camera ready put. The image data obtained are then shared with the associated orientation and angle data of the respective Recorded moments stored in a storage unit and for the further image processing provided.

Ebenfalls besteht die Möglichkeit, daß der Plattformcomputer bzw. der Steuerrechner Zieldaten für einen motorischen An trieb zur Ausrichtung der Kamera bzw. der gesamten Plattform bereitstellt, so daß ein automatisches Nachführen, z. B. bei gewünschten 360°-Aufnahmen, möglich ist. There is also the possibility that the platform computer or the control computer target data for a motorized An urged to align the camera or the entire platform provides so that automatic tracking, e.g. B. at desired 360 ° shots, is possible.

Es hat sich gezeigt, daß der Referenzfunkstrecke hinsichtlich Signalübertragungssicherheit eine hohe Bedeutung beizumessen ist, so daß bevorzugt hier gewinnbehaftete Strahler mit einem Antennengewinn ≧ 5 dB zum Einsatz kommen. Der GPS-Computer soll als Realtime-Gerät mit einer Positions-Update-Rate von ≧ 5 Hz ausgeführt sein.It has been shown that the reference radio link with respect Signal transmission security is of great importance is, so that here preferably profitable emitters with a Antenna gain ≧ 5 dB are used. The GPS computer is said to be a real-time device with a position update rate of ≧ 5 Hz.

Die für die Bildaufnahmeeinrichtung verwendete digitale Kame ra sollte eine Bildgröße im Bereich von mindestens 1000 × 1500 Pixeln aufweisen und für den mobilen Einsatz, d. h. für Aufnahmen aus der Bewegung heraus geeignet sein. Weiterhin muß eine Möglichkeit der Einstellung und Steuerung der Bild aufnahme über einen Steuercomputer vorgesehen sein.The digital camera used for the image capture device ra should have an image size in the range of at least 1000 × 1500 pixels and for mobile use, d. H. For Recordings from the movement be suitable. Farther must have a way of adjusting and controlling the image Recording can be provided via a control computer.

Eine Kalibrierungseinrichtung bzw. ein softwareseitig reali sierter Kalibrierungsmodul ist in der Lage, fehlerhafte Win kelangaben des Kompaßsensors zu korrigieren. Hierbei wird bei handelsüblichen Kompaßsensoren die interne Filterung und Kor rektur deaktiviert und unkorrigierte Magnetometerwerte der speziellen externen Korrektur zugeführt. Dabei werden zu nächst die Werte für die K- und Y-Komponenten korrigiert, in dem die durch Verdrehung und Verkippung verursachten Verfäl schungen rechnerisch eliminiert werden. Es erfolgt also ein quasi künstliches, exaktes horizontales Ausrichten des Kom passes wie folgt.A calibration device or a software reali calibrated module is capable of faulty win Correct the specifications of the compass sensor. Here, at commercially available compass sensors the internal filtering and cor correction deactivated and uncorrected magnetometer values of the special external correction. Doing so next corrected the values for the K and Y components, in the deterioration caused by twisting and tilting calculations are eliminated by calculation. So it happens quasi artificial, exact horizontal alignment of the comm passes as follows.

Der Plattform-Computer steuert die Sende- und Empfangsein heit, die mit einer GSM-Antenne in Verbindung steht. Mit Hil fe der Sende- und Empfangseinheit wird das jeweilige Refle xionsverhalten ermittelt. Die gewonnenen Daten werden in Kor relation zu den Bildaufnahmen abgespeichert. Die jeweils er faßte 3D-Bildaufnahmefolge und die zugehörigen Reflexionsda ten gestatten dann eine Bewertung der Hochfrequenzeigenschaf ten bzw. des Hochfrequenzverhaltens in der Funkzelle, wenn dort Nutzer von mobilen Telekommunikationssystemen aktiv sind. Anhand einer Vielzahl ausgewerteter Daten können Simulationsmodelle erstellt werden, die eine verbesserte mikro zellulare Funknetzplanung gestatten.The platform computer controls the send and receive unit connected to a GSM antenna. With Hil The respective Refle behavior determined. The data obtained are recorded in Cor relation to the image recordings saved. Each of them summarized 3D image acquisition sequence and the associated reflection Then allow the radio frequency properties to be assessed ten or the high-frequency behavior in the radio cell, if active users of mobile telecommunications systems there are. Simulation models can be made using a large number of evaluated data be created which is an improved micro allow cellular radio network planning.

Dadurch, daß die Orientierungsplattform, auf einem Kraftfahr zeug montiert, schnell in der Lage ist, Straßenzüge, Plätze oder dergleichen abzufahren, kann in einer sehr kurzen Zeit ermittelt werden, inwieweit die Eigenschaften von Fassaden oder Gebäuden die Hochfrequenzsituation zum Aufbau sicherer Telekommunikationsverbindungen beeinflussen bzw. beeinträch tigen, wiederum mit der Folge einer genaueren Planung bezüg lich des Errichtens von Repeater- bzw. sonstigen Empfangs- und Sendeanlagen innerhalb eines Mobilfunknetzes.Because the orientation platform, on a motor vehicle Stored stuff, is able to quickly, streets, squares or the like can be done in a very short time to what extent the properties of facades are determined or buildings the high-frequency situation to build safer Influence or impair telecommunication connections with the result of more precise planning the establishment of repeaters or other reception and transmitters within a cellular network.

Claims

1. Device for microcellular radio network planning by means of terrestrial digital photogrammetry and an orientation platform, this comprising a digital image recording device and a satellite-based position determination system (DGPS), characterized in that on a rigid, non-ferromagnetic plate, forming a structural unit, the digital image recording device and this is directly adjacent to the DGPS receiving unit, sensors for determining the spatial orientation, a range finder pointing in the recording direction, in particular a laser range finder, and a high-frequency transmitting and receiving unit for determining reflection properties of buildings and / or the surrounding area, whereby a control computer is supplied with orientation and angle data of the current position of the image recording device and / or the transmitting and receiving unit via suitable interfaces in order to take into account v trigger an image recording or image recording sequence given the given orientation tolerances, the image data and / or reflection data being stored together with the associated orientation and angle data of the recording moment in a storage unit.

2. A method for microcellular radio network planning using terrestrial digital photogrammetry and an orientation platform according to claim 1, characterized by
ongoing query of the data of the DGPS receiving unit, the sensor system for determining the spatial orientation and the rangefinder and assigning and storing this data as initial values of the external orientation of each individual image and / or each or selected reflection situations;
Delivery of control or recommendation values for triggering the image recording device for next images and / or a next reflection detection situation, with the corresponding position and orientation data for the projection center and orientation of the image recording device being stored at the same time as the data being transferred to a data sequence memory, furthermore on the On the basis of the data packets obtained in this way, a modeling is carried out using known correlation methods and / or a propagation simulation of radio signals in the respective cells is carried out.