DE4436032C2 - Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen und Erfassen des Fahrweges eines ein begrenztes Gelände befahrenden Fahrzeuges sowie Peileinheit und Autotheodoliten hierfür - Google Patents
Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen und Erfassen des Fahrweges eines ein begrenztes Gelände befahrenden Fahrzeuges sowie Peileinheit und Autotheodoliten hierfürInfo
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- DE4436032C2 DE4436032C2 DE19944436032 DE4436032A DE4436032C2 DE 4436032 C2 DE4436032 C2 DE 4436032C2 DE 19944436032 DE19944436032 DE 19944436032 DE 4436032 A DE4436032 A DE 4436032A DE 4436032 C2 DE4436032 C2 DE 4436032C2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dreidimensionalen Ver
messen und Erfassen des Fahrweges eines ein begrenztes Gelände
befahrenden Fahrzeugs.
Die Erfindung betrifft im weiteren Sinne ein Verfahren zur Ge
ländevermessung sowie ein Verfahren zur Volumenbestimmung eines
Erdbauwerks.
Im weiteren Sinne betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum
Führen eines Fahrzeugs, insbesondere einer Baumaschine, wie etwa
einer Planierraupe, eines Kompaktors o. ä., auf einem Sollkurs
sowie im weiteren Sinne ein Verfahren zum Aufschütten oder Ver
dichten von Schüttgütern zu einem Baukörper vorgegebener Form,
wie eines Damms, einer Straßenböschung, eines Einbaukörpers,
einer Mülldeponie etc.
Für die Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren wird gemäß
der Erfindung schließlich eine Peileinheit geschaffen, bestehend
aus einer Peilmarke und einer Antenne. Die Erfindung betrifft
weiterhin einen Autotheodoliten zur Durchführung eines erfin
dungsgemäßen Verfahrens, sowie ein Verfahren zur Störlichtunter
drückung bei einer Vermessung im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Auf gegenwärtig üblichen Mülldeponien wird der von Lastkraftwa
gen herantransportierte Müll abgekippt und mittels sogenannter
Kompaktoren, d. h. walzenähnlicher Verdichtungsfahrzeuge, ver
teilt und verdichtet. Angesichts gestiegenen Umweltbewußtseins
besteht bei den Betreibern von Mülldeponien der Wunsch, ein Ka
taster der Müllkippe zu erstellen, d. h. ein Verzeichnis, aus dem
ersichtlich ist, welcher Müll wann in welchen Teil der Mülldepo
nie eingebaut worden ist. Weiterhin sind Betreiber heutiger
Mülldeponien gezwungen, den zur Verfügung stehenden Raum mög
lichst effektiv zu nutzen, d. h. möglichst viel Müll in einem
gegebenen Volumen unterzubringen. Zu diesem Zweck hat es bei
spielsweise Versuche gegeben, Müll auf Vorhügeln vorzurotten,
wobei in die Müllhügel eingebrachte Sauerstofflanzen den Verrot
tungsprozeß fördern. Es fehlt jedoch bisher an Nachweismethoden,
um den Volumengewinn dieser Methoden im Vergleich zu herkömm
lichen Mülleinbau- und Verdichtungsmethoden zu dokumentieren.
Die Höhenlage einer Deponieoberfläche ist in der Vergangenheit
per Theodolit von Hand vermessen worden. Für eine kontinuier
liche Überwachung der Höhenlage einer Deponieoberfläche bei
spielsweise zur Erstellung eines Katasters ist eine solche Hand
vermessung nicht geeignet, da angesichts der durchschnittlichen
Größe einer Mülldeponie von etlichen Hektar der Zeitaufwand
nicht darstellbar ist.
Auch die fotogrammetrische Auswertung von Luftbildaufnahmen ist
nur eine schlechte Alternative, da jeder gewünschte Meßpunkt der
richtigen Höhenlinie zugeordnet werden muß und dieser Vorgang
wegen des fotogrammetrischen Korrespondenzproblems nicht voll
ständig automatisiert erfolgen kann. Für Messungen an einer
Vielzahl von Meßtagen ist ein solches Verfahren wegen der ent
sprechend hohen Anzahl an Überflügen nicht wirtschaftlich.
Der Erfindung liegt daher zunächst der Gedanke zugrunde, eine
Oberfläche zu vermessen, indem die Positionen eines die Ober
fläche, d. h. ein begrenztes Gelände, befahrenden Fahrzeugs kon
tinuierlich vermessen und erfaßt wird. Ein solches Fahrzeug kann
beispielsweise der den Einbaukörper einer Mülldeponie befahrende
Kompaktor sein, es sind jedoch zahlreiche andere Anwendungsfälle
denkbar, wie beispielsweise eine einen Straßenkörper erstellende
Planierraupe, Schüttgüter bewegende Baumaschinen im weitesten
Sinne etc.
Die bekannt gewordenen preiswerten Satellitennavigationsverfah
ren zur kontinuierlichen Ortung von Fahrzeugen sind bei gegen
wärtig verfügbaren Prozessorgeschwindigkeiten für eine solche
Aufgabe nicht geeignet. Die bisher bekannt gewordenen, zivilen
Satellitennavigationsverfahren benötigen für die von ihnen
durchzuführenden Kreuzpeilungen zumindest vier Satelliten, die
gleichzeitig sichtbar am Himmel stehen müssen. Weiterhin werden
diese Verfahren mit einem künstlich verrauschten Meßsignal be
trieben, um aus militärischen Gründen eine Auflösung von besser
als 100 Metern zu erschweren. Während für die Ortung einer auf
See befindlichen Jacht beispielsweise eine Auflösung von 100
Metern völlig ausreichend ist, sind für Vermessungsaufgaben der
genannten Art solche Auflösungen nicht akzeptabel. Um die Auflö
sung zu steigern, sind insbesondere bei dem amerikanischen Glo
bal Positioning System Methoden bekannt geworden, um durch Be
trieb eines zweiten Empfängers und Vergleich von zwei empfange
nen Meßsignalen im sogenannten Differential Global Positioning
System Auflösungen in der Größenordnung von kleiner als 1 cm zu
erreichen. Wie bereits ausgeführt, sind solche Verfahren jedoch
nicht dazu geeignet, die Position eines ein Gelände beispiels
weise mit einer Geschwindigkeit von 10 km/h fahrenden Fahrzeugs
zu erfassen, da die Ermittlung einer einzigen Position mit einer
Genauigkeit von kleiner 1 cm im Schnitt 1 1/2 Stunden dauert.
Weiterentwickelte, zum Teil verfügbare Systeme für Meßfehler im
angestrebten Zentimeterbereich weisen außer dem Nachteil
ihrer - zumindest für die angestrebten Zwecke - äußerst geringen Meß
frequenz auch den Nachteil auf, daß sie mit hohen Investitions
kosten verbunden sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum dreidimensionalen Vermessen und Erfassen des Fahrweges eines
ein begrenztes Gelände befahrenden Fahrzeuges zu schaffen, das
bei guter Auflösung Daten in Echtzeit produziert.
Die Lösung der Aufgabe ist daher bei einem gattungsgemäßen Ver
fahren gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
Anbringen einer Peilmarke an dem Fahrzeug,
Aufstellen zweier selbstausrichtender Theodoliten (Auto theodoliten) an festen Standpunkten in bezug auf das befah rende Gelände,
Bestimmen der Standorte der Autotheodoliten in bezug auf ein ortsfestes, mit dem Gelände verbundenes Koordinaten system,
Errechnen der Position der Peilmarke in dem Koordinatensy stem mittels bekannter Triangulationsrechenmethoden in zeitlich diskreten Abständen,
Aufzeichnen der errechneten Positionen.
Anbringen einer Peilmarke an dem Fahrzeug,
Aufstellen zweier selbstausrichtender Theodoliten (Auto theodoliten) an festen Standpunkten in bezug auf das befah rende Gelände,
Bestimmen der Standorte der Autotheodoliten in bezug auf ein ortsfestes, mit dem Gelände verbundenes Koordinaten system,
Errechnen der Position der Peilmarke in dem Koordinatensy stem mittels bekannter Triangulationsrechenmethoden in zeitlich diskreten Abständen,
Aufzeichnen der errechneten Positionen.
Dabei sind die Autotheodoliten vorzugsweise selbstausrichtende
Theodoliten, die auf einem Drehtisch montiert sind, der sowohl
um eine vertikale Achse wie um zumindest eine horizontale Achse
schwenkbar ist. Die Theodoliten weisen dabei im allgemeinen eine
CCD-Kamera auf, die mittels Stellmotoren und bekannten Videoaus
wertungsverfahren auf eine Peilmarke ausgerichtet wird, die vor
zugsweise eine Lichtquelle ist, beispielsweise eine an dem Fahr
zeug angebrachte Lampe. Aus den Winkelstellungen der Theodoliten
kann mit bekannten Triangulationsrechenmethoden die Position des
Fahrzeugs in Echtzeit berechnet werden. Alternativ zu zwei
selbstausrichtenden Theodoliten, die im Gelände aufgestellt wer
den, kann vorgesehen sein, daß zwei selbstausrichtende Theodoli
ten an dem Fahrzeug angebracht werden, wobei mindestens eine
Peilmarke in einer definierten Höhe über dem Gelände an einem
beliebigen Ort angebracht wird. Theodoliten und Peilmarke tau
schen daher ihre Plätze, wie es in den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruches 2 zum Ausdruck kommt.
Ein solcherart arbeitendes System weist den Nachteil auf, daß
die Standorte der Autotheodoliten bzw. der Standort der Peil
marke bei der alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens gemäß Anspruch 2 zunächst kalibriert werden müssen,
was wiederum den Einsatz von manuell bedienten Theodoliten not
wendig macht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher
die Position der Autotheodoliten durch folgende zusätzliche
Schritte bestimmt, d. h. die Kalibrierung wie folgt durchgeführt:
Ausrichten der Autotheodoliten auf die Peilmarke des an einer definierten Position stehenden Fahrzeugs,
Wiederholen des letzten Verfahrensschrittes, bis mindestens vier definierte Positionen der Peilmarke durch die beiden Autotheodoliten erfaßt sind, und
rückwärtiges Berechnen der Position der Autotheodoliten und des Basisabstands zwischen ihnen aus den Daten der vier definierten Positionen der Peilmarke.
Ausrichten der Autotheodoliten auf die Peilmarke des an einer definierten Position stehenden Fahrzeugs,
Wiederholen des letzten Verfahrensschrittes, bis mindestens vier definierte Positionen der Peilmarke durch die beiden Autotheodoliten erfaßt sind, und
rückwärtiges Berechnen der Position der Autotheodoliten und des Basisabstands zwischen ihnen aus den Daten der vier definierten Positionen der Peilmarke.
Bei der alternativen Ausführungsform der Erfindung, bei der der
Standort von Autotheodoliten und Peilmarke vertauscht ist, wird
analog mit vier definierten Positionen eines stehenden Fahrzeu
ges gearbeitet.
Bevorzugt vorgesehen ist insbesondere, daß die zur Kalibrierung
notwendigen vier definierten Positionen des Fahrzeugs durch ein
Satellitennavigationsverfahren ermittelt werden.
Es wird mit anderen Worten bei der Kalibrierung in Kauf genom
men, daß die Positionsermittlung des Fahrzeugs unter Verwendung
eines Satellitennavigationsverfahrens sehr viel länger dauert
als die während des Fahrens verwendete Positionsbestimmung mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren unter der Verwendung von Auto
theodoliten.
Insbesondere kann auch vorgesehen sein, daß während eines Fahr
zeugsstillstands die Position des Fahrzeugs durch ein Satelli
tennavigationsverfahren vermessen und zum Nachkalibrieren ver
wendet wird. Dabei ist unter Fahrzeugstillstand insbesondere ein
solcher zu verstehen, der durch arbeitsablaufbedingte Umstände
verursacht wird. Konkret kann dies im eingangs erwähnten Bei
spiel eines eine Mülldeponieoberfläche befahrenden Kompaktors
bedeuten, daß der Fahrer eine Pause macht, beispielsweise um
eine Ladeliste zu übernehmen.
Erfindungsgemäß ist also eine Kombination von herkömmlichen Sa
tellitennavigationsverfahren mit einem Autotheodoliten verwen
denden Triangulationsverfahren vorgesehen. Die Satellitennaviga
tionsmessung bzw. Positionsbestimmung von Fahrzeugen wird dabei
lediglich dazu verwendet, die Position des Fahrzeugs im Still
stand zu bestimmen, um eine Kalibrierungsmöglichkeit zu schaf
fen. Sind vier definierte Positionen des Fahrzeugs bekannt, so
wird durch Rückwärtsrechnen die Position der Autotheodoliten
bestimmt und damit das gesamte Meßsystem kalibriert. Sobald die
ser Vorgang abgeschlossen ist, kann die Höhenlage beispielsweise
einer Deponieoberfläche einfach erfaßt werden, indem die Posi
tion des Kompaktors bzw. strenggenommen die Position einer an ihm
befestigten Peilmarke kontinuierlich ermittelt wird. Bei Ver
suchen wurden dabei eine Meßfrequenz von 50 Hz erreicht, d. h.
der Fahrweg des Fahrzeugs ist im Raum bekannt durch Punkte, die
im Abstand von einer fünfzigstel Sekunde berechnet worden sind.
Vorzugsweise wird dabei als Satellitennavigationsverfahren zum
Kalibrieren des Meßsystems das bereits erwähnte Differential
Global Positioning System (DGPS) verwendet.
Anstelle von selbstausrichtenden Autotheodoliten können bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren auch fest positionierte Bildaufneh
mer, beispielsweise in Form von CCD-Kameras verwendet werden.
Die rechnerischen Methoden, um die Position der Peilmarke in
einem fest Koordinatensystem zu ermitteln, fußen dann nicht auf
bekannten Triangulationsmethoden, die die Winkelstellung der
Drehtische der Autotheodoliten als Eingangsgrößen verwenden,
sondern auf bekannten photogrammetrischen Methoden. Aus der Ab
bildungsposition der Peilmarke bzw. Lichtquelle in je einem
Bildaufnehmer läßt sich mit bekannten photogrammetrischen Metho
den die Position der Peilmarke berechnen, wenn die hierzu not
wendigen Konstanten zuvor durch Vermessen eines sogenannten Paß
punktgestells ermittelt worden sind. Das Paßpunktgestell wird
erfindungsgemäß durch zumindest vier Positionen des eine Peil
marke tragenden Fahrzeugs gebildet, die erfindungsgemäß mit
Hilfe eines Satellitennavigationsverfahrens bestimmt worden
sind.
Das beschriebene Verfahren eignet sich für sehr verschiedene An
wendungsfälle, wie bereits ausgeführt. So ist beispielsweise die
Überwachung von Baumaschinen denkbar, die eine Geländeoberfläche
nach einem vorgegebenen Profil modellieren sollen. Zur erfin
dungsgemäßen Volumenbestimmung eines Erdbauwerks, wie beispiels
weise eines aufgeschütteten oder aufgeschobenen Damms, oder des
Einbaukörpers einer Müllkippe, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß die Oberfläche durch ein Fahrzeug befahren wird, das eine
erfindungsgemäße Peilmarke trägt, und daß die Volumendifferenz
zwischen zwei zu verschiedenen Zeitpunkten mit einem erfindungs
gemäßen Verfahren vermessenen Oberflächen aufintegriert wird. Im
Beispiel der Mülldeponie heißt das, daß beispielsweise die Dif
ferenz der abends und morgens ermittelten Deponieoberflächen den
Volumenzuwachs an Müll während des Tages bedeuten.
Es ist weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, daß das erfindungs
gemäße Verfahren zum Vermessen und Erfassen des Fahrwegs eines
Fahrzeuges dazu verwendet wird, das Fahrzeug in Übereinstimmung
mit einem Sollfahrweg zu lenken.
Dabei wird die Abweichung zwischen Istposition und Sollposition
zum Generieren einer Stellgröße genutzt. Diese Stellgröße kann
auch in einer an den Fahrer des Fahrzeugs aus gegebenen Fahran
weisung bestehen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, daß das erfindungsgemäße Ver
fahren dazu genutzt wird, beim Verteilen von Schüttgütern, wie
beispielsweise Müll auf einer Deponie, Kies beim Bau eines
Straßenkörpers, beispielsweise einer überhöhten Kurve, beim Auf
schütten eines Damms o. ä., den notwendigen Massenausgleich her
beizuführen, indem Material an den Stellen abgetragen wird, an
denen die Höhenkoordinate des Fahrzeugs zu hoch ist und an den
Stellen aufgeschüttet wird, an denen die Höhenkoordinate des
Fahrzeugs im Vergleich zu einem Sollprofil bzw. einer Sollober
fläche zu niedrig ist.
Als Peilmarke ist insbesondere eine Lichtquelle vorgesehen, die
an dem zu vermessenden Fahrzeug befestigt wird. Es hat sich je
doch bei praktischen Versuchen herausgestellt, daß die bekannten
von der Anmelderin bereits verwendeten Autotheodoliten und die
bekannten, hier verwendeten Videobildauswertungsverfahren in
diesen Autotheodoliten auf Störlichteinflüsse, wie sie insbeson
dere auf einer Mülldeponie vorkommen, so empfindlich reagieren,
daß eine genaue Vermessung gestört wird. Zu solchen Störlicht
einflüssen gehören beispielsweise einfallendes Sonnenlicht sowie
an Baumaschinen oder Kompaktoren angebrachte Blinklichter und
sonstige Signallichtquellen.
Der Erfindung liegt daher weiterhin die Aufgabe zugrunde, die
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete
Peilmarke in Form einer Lichtquelle und die verwendeten Auto
theodoliten so zu perfektionieren, daß das Verfahren auf Störun
gen durch Fremdlicht unempfindlich reagiert.
Die Lösung dieser Teilaufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß
die Lichtquelle, die als Peilmarke an dem Fahrzeug befestigt
wird, Licht einer bestimmten Wellenlänge aus strahlt und die
Autotheodoliten mit selektiven Filtern ausgestattet sind.
Dabei kann bevorzugt vorgesehen sein, daß die Lichtquelle ein
Infrarotstrahler ist und die Autotheodoliten mit infrarotselek
tiven Filtern ausgestattet sind. Weiterhin werden gute Ergeb
nisse erzielt, wenn die Autotheodoliten mit polarisierenden Fil
tern ausgestattet sind.
Bevorzugt ist schließlich vorgesehen, daß die Lichtquelle eine
monochromatische Lichtquelle, insbesondere eine Natriumdampf
lampe, ist, und die Autotheodoliten mit Interferenzfiltern aus
gestattet sind, die nur das monochromatische Licht der Natrium
dampflampe durchlassen. Dabei liegt die Wellenlänge des ausge
sendeten Lichts im Bereich der Natriumdampflinie, d. h. im Wel
lenlängenbereich von 589,0 bis 589,6 nm. Bei einer weiter ver
feinerten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß ein Auto
theodolit zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens so
konstruiert ist, daß im Strahlengang des Theodoliten ein Strah
lenteiler angeordnet ist, der die Strahlen durch zwei unter
schiedliche Filter auf zwei unabhängige CCD-Aufnehmer lenkt. Auf
diese Weise besteht die Möglichkeit, durch Differenzbildung oder
andere Manipulation der beiden Videosignale Störlichteinflüsse
auszufiltern. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß zwei
schmalbandige Filter mit benachbarten Durchlaßwellenlängen ver
wendet werden, von denen der erste sowohl das Licht der Natrium
dampflampe (Nutzlicht) wie etwaiges Störlicht passieren läßt,
während der zweite lediglich Störlicht bis zum CCD-Chip gelangen
läßt. Unter der Annahme, daß das Störlicht über den Wellenlän
genbereich bei der Filter gleichverteilten Intensität aufweist - wie
es beispielsweise bei Sonnenlicht der Fall ist - läßt sich
der Nutzlichtanteil durch einfach Subtraktion der beiden Video
signale ermitteln.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß ein erstes Filter so ausge
bildet ist wie im zuletzt diskutierten Beispiel, während ein
zweites Filter zwar dieselbe Hauptdurchlaßwellenlänge besitzt,
aber die doppelte Halbwertsbreite im Vergleich zu Filter 1 auf
weist. Durch eine aus dem Halbwertsbreitenquotienten abgeleitete
Amplitudenbewertung und abschließender Subtraktion läßt sich
auch bei einer solchen Anordnung eindeutig das Nutzlicht, d. h.
das von der Natriumdampflampe stammende Licht, das die Peilmarke
darstellt und von den Autotheodoliten angepeilt wird, von Stör
licht, wie beispielsweise einfallendem Sonnenlicht, von Blinkern
stammendem Lichts o. ä. trennen.
Die Störlichtausblendung kann weiterhin verbessert werden, indem
Kameras mit elektronischen Verschlußzeitsteuerungen verwendet
werden. Dabei wird ausgenutzt, daß die Verschlußzeit erheblich
geringer gewählt werden kann als die Bildfolgezykluszeit, die
dem Kehrwert der Bildfolgefrequenz entspricht. Diese beträgt
beispielsweise 50 Hz. Ordnet man nun jedem Fahrzeug ein eigenes
Kamerasystem zu, so kann vorgesehen sein, daß die Peilmarken,
d. h. Lichtquellen, eines Fahrzeugs und die Kamera synchronisiert
sind, so daß bei geöffnetem Verschluß einer Kamera sich nur ein
Fahrzeug mit leuchtender Peilmarke im Bildfeld befindet. Diese
Lösung bringt jedoch keine Abhilfe bei Störlichteinfall in Form
von Sonnenlicht o. ä.
Andererseits kann vorgesehen sein, eine Plausibilitätskontrolle
der Ortsvektoren vorzunehmen. Ist beispielsweise die Höchstge
schwindigkeit eines Fahrzeuges bekannt, so kann der nächste Meß
punkt, d. h. die nächste ermittelte Position, nur in einem be
stimmten Radius in bezug auf die vorherige Meßposition, d. h. die
vorherige Position des Fahrzeuges liegen.
Die weiter oben diskutierte Möglichkeit, eine Störlichtausblen
dung zu realisieren, indem im Strahlengang des Theodoliten ein
Strahlenteiler angeordnet ist und zwei unterschiedliche Filter
verwendet werden, kann dahingehend abgewandelt werden, daß als
Meßkameras keine Schwarz-Weiß Kameras, sondern Farbkameras ver
wendet werden, die bereits über drei CCD-Chips zur Bildaufnahme
verfügen. Die zu detektierende Farbe kann durch Bildung des
Farbquotienten zum Beispiel aus den bekannten RGB-Signalen der
Kamera elektronisch ausgefiltert werden. Auf diese Weise kann an
Stelle von physikalischen Filtern ein elektronischer Filter ver
wendet werden, der beispielsweise hinsichtlich der Wellenlänge
der Natriumdampflampe selektiv ist.
Schließlich kann auch vorgesehen sein, daß mehrere Fahrzeuge
gleichzeitig das Gelände befahren und die Peilmarken der Fahr
zeuge zeitlich versetzt durch dieselben Autotheodoliten erfaßt
werden. Dieser Betrieb wird als Multiplexbetrieb bezeichnet.
Dabei kann vorgesehen sein, daß die Peilmarken nicht gleichzei
tig leuchten, sondern zeitlich versetzt getaktet werden, so daß
zu einem bestimmten Zeitpunkt nur die gerade zu erfassende Peil
marke des gerade zu vermessenden Fahrzeuges für die Autotheodo
liten sichtbar ist.
Weiterhin kann vorgesehen sein, daß von jeweils einem Fahrzeug
ausgesendete Licht, d. h. das Meßsignal, mit einer Kennung zu
versehen, indem es moduliert wird. So lassen sich beispielsweise
Miniaturglühlampen bis zu 400 Hz modulieren. Auf diese Weise
kann jedem Fahrzeug eine eigene Kennung in Form einer aufmodu
lierten Frequenz zugeordnet werden, so daß die Fahrzeuge eindeu
tig identifizierbar sind und lediglich ein Meßsystem, d. h. zwei
Autotheodoliten notwendig sind.
Schließlich können die oben bereits erwähnten CCD-Kameras mit
einem elektronischen Verschluß verwendet werden, die einfallen
des Licht also nur in bestimmten getakteten Zeitquerschnitten
erfassen. Wird die entsprechende, als Peilmarke dienende Lampe
mit einer Synchronfrequenz getaktet, so wird auch auf diese
Weise eine Kennung geschaffen. Bei der bevorzugt verwendeten
Natriumdampflampe als Peilmarke läßt sich eine Kodierung hoher
Frequenz wegen der elektrischen Trägheit der Lampe nicht mit
hoher Frequenz realisieren. Bei der Natriumdampflampe kann daher
eine gemäß der Kodierung geschützte, mechanisch umlaufende Trom
mel verwendet werden, ähnlich dem Funkfeuer bei Leuchttürmen, um
kodierte Informationen an die Kameras zu übermitteln.
Bei Verwendung von Farbkameras, wie weiter oben vorgeschlagen,
kann eine Farbkodierung der einzelnen Fahrzeuge auch beispiels
weise durch Farbwechsel und Farbumschlag erfolgen. Darüber hin
aus kann vorgesehen sein, daß das Verfahren der Positionsbestim
mung prinzipiell weiter bevorzugt mit einer Natriumdampflampe
als eigentlicher Peilmarke durchgeführt wird, neben der eine
zweite ausgezeichnet modulierbare Lichtquelle anderer Farbe mon
tiert ist, die pausenlos die Fahrzeugkennung liefert. Dieses
Signal kann gleichzeitig separat ausgewertet werden und aufgrund
der hohen Redundanz der übertragenden Daten braucht diese zweite
Lichtquelle nicht die optische Qualität aufzuweisen, wie die als
Peilmarke verwendete Lichtquelle.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver
fahrens, bei dem Fahrzeugpositionen während Stillstands dersel
ben durch GPS (Global Positioning System) bestimmt werden, ist
es erforderlich, daß an dem Fahrzeug eine GPS-Antenne befestigt
ist, und daß der räumliche Zusammenhang zwischen dem geo
dätischen Bezugspunkt der Antenne und dem optischen Schwerpunkt
der Peilmarke bekannt ist.
Erfindungsgemäß ist daher insbesondere vorgesehen, eine Peilein
heit zu verwenden, die einen festen geometrischen Zusammenhang
zwischen dem optischen Zentrum der Peilmarke und dem geo
dätischen Bezugspunkt der Antenne für die Satellitennavigation
herstellt. Eine solche Peileinheit kann insbesondere vorzugs
weise mit einer Magnethalterung ausgestattet sein, mit der sie
beispielsweise auf dem aus Stahlblech bestehenden Dach eines
Kompaktors befestigt werden kann.
Verschiedene Ausführungsformen sehen vor, daß die Antenne entwe
der eine GPS-Flächenantenne oder aber eine GPS-Helixantenne ist.
Dabei eignet sich die Helixantenne insbesondere dazu, Antenne
und beispielsweise eine Natriumdampflampe zueinander so anzuord
nen, daß der optischen Schwerpunkt der Peilmarke in Form der
Natriumdampflampe und der geodätische Bezugspunkt der Antenne
zusammenfallen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann unter Verwendung der
hierfür entwickelten Systemkomponenten, kann beispielsweise der
Fahrweg einer Baumaschine o. ä. laufend überwacht werden. Wie be
reits vorstehend ausgeführt, ist es beispielsweise denkbar, daß
durch gezielte Steuerung der Kompaktorbewegungen in Echtzeit auf
einer Müllkippe die Verdichtungsarbeit des Mülls optimiert wird
und der bisher verfüllte bzw. noch zur Verfügung stehende
Deponierraum zur Bilanzierung erfolgter abfallwirtschaftlicher
Maßnahmen und Festsetzung weiterer Planungen laufend aktuali
siert wird. Wird beispielsweise im Rahmen eines Computerpro
gramms gleichzeitig festgehalten, wann welcher Müll angelandet
worden ist, so ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die
Grundlage für eine automatische Erstellung eines verläßlichen
Abfallkatasters geschaffen, mithin eines Verzeichnisses, das
darüber Aufschluß gibt, welcher Müll wo eingebaut worden ist.
Regelmäßige Aufnahmen der Oberflächenkontur des gesamten Depo
niekörpers dienen weiterhin der Erkennung von Unregelmäßigkeiten
sowie als Basis für Standsicherheitsberechnungen und die Ab
schätzung von Umsetzungsprozessen, um beispielsweise Rottungs
prozesse zu obtimieren.
Die am Beispiel eines Einbaukörpers einer Mülldeponie geschil
derten Vorteile lassen sich auf mannigfaltige andere technischen
Anwendungen übertragen, insbesondere solche, bei denen ein
schüttgüterverteilendes Fahrzeug, beispielsweise eine Baumaschi
ne, verwendet werden. So ist beispielsweise denkbar, die Kontur
eines herzustellenden Deiches vorzugeben und Baumaschinen so zu
steuern, daß die Kontur durch einen geschickten Massenausgleich
geschaffen wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der
Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Meßanordnung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah
rens,
Fig. 2 eine perspektivische schematische Ansicht der Hö
henlage einer Deponieoberfläche,
Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Peileinheit,
Fig. 4 eine Ansicht einer alternativen Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Peileinheit,
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsge
mäßen Peileinheit in perspektivischer Ansicht,
Fig. 6 eine vierte alternative Ausführungsform einer er
findungsgemäßen Peileinheit,
Fig. 7 schematisch den Aufbau eines zwei CCD-Bildaufneh
mer aufweisenden Autotheodoliten,
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Kennwerte zwei
er Filter zur Verwendung in einem Autotheodoliten
gemäß Fig. 7 und
Fig. 9 eine schematische Darstellung der alternativ ge
wählten Kennwerte von zwei Filtern zur Verwendung
in einem Autotheodoliten gemäß Fig. 7.
Fig. 1 zeigt einen Kompaktor 10, der die Oberfläche einer Müll
kippe 12 befährt, die ein begrenztes Gelände darstellt. Auf dem
Dach des Kompaktors 10 ist eine Peileinheit 14 angebracht, die
beispielsweise der in Fig. 4 dargestellten Peileinheit ent
spricht. Eine Lichtquelle, die in der Peileinheit enthalten ist,
stellt eine Peilmarke dar, auf die zwei selbstausrichtende Auto
theodoliten 16L und 16R alle selbsttätig anvisierend ausgerich
tet sind. Wie angedeutet, weisen die bekannten Autotheodoliten
Drehtische auf, die jeweils um eine senkrechte Achse X und eine
waagerechte Achse Y drehbar sind. An den Achsen sind jeweils
Winkelaufnehmer befestigt, so daß aus den entsprechenden Winkel
stellungen bei bekanntem Standort der Autotheodoliten 16L und
16R die Position der Peileinheit 14 und damit die Position des
Kompaktors errechnet werden kann. Die Berechnung wird in einem
Rechner 18 vorgenommen, der mit den Autotheodoliten verbunden
ist, und an denen die elektrisch aufgenommenen Winkelstellungen
der Drehtische der Autotheodoliten übertragen werden. Mit einer
Frequenz von beispielsweise 50 Hz wird so der Fahrweg des Kom
paktors 10 im dreidimensionalen Raum bestimmt. Wird der Kompak
tor mäander- oder schleifenartig über die Deponieoberfläche ge
führt, so kann aus den ermittelten Positionsdaten des Kompak
tors, d. h. aus dem Gesamtfahrweg ein Höhenprofil der Deponie
errechnet werden, so wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Wird ein
solches Höhenprofil sowohl morgens wie nach Schichtende abends
aufgenommen, so entspricht das Differenzvolumen zwischen den
beiden Flächen dem während der Schicht eingebrachten Müll.
In Fig. 1 sind die Autotheodoliten 16L und 16R an willkürlich
gewählten Plätzen aufgestellt. Um eine Kalibrierung des gesamten
Meßsystems zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß die Peileinheit
14 weiterhin eine GPS-Antenne aufweist, und daß der Kompaktor
einen GPS-Empfänger mit sich führt. Wenn der Kompaktor während
einer Pause steht, können GPS-Antenne und GPS-Empfänger dazu
verwendet werden, mit dem Differential Global Positioning System
die genaue Position der Peileinheit 14 und damit des Kompaktors
10 zu bestimmen. Durch gleichzeitiges Erfassen dieser Positionen
durch die Autotheodoliten 16L und 16R wird ein erster Wertesatz
geschaffen, der zusammen mit den Wertesätzen von drei anderen,
mittels GPS vermessenen Fahrzeugpositionen dazu verwendet werden
kann, mittels bekanntem Rückwertsrechnen und Verwendung bekann
ter Triangulationstechniken die Position der Autotheodoliten 16L und 16R
zu bestimmen. Dieser Vorgang entspricht somit einer Ka
librierung, so daß die aufwendige manuelle Kalibrierung mittels
von Hand betätigter Theodoliten und bekannter Geländemarken ent
fallen kann.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Peileinheit. Eine Lichtquel
le in Form einer Glühlampe 22 ist innerhalb eines Diffusors 24
angeordnet. Eine bekannte GPS-Flachantenne ist so angeordnet,
daß ihr geodätischer Bezugspunkt im Mittelpunkt des kugelförmi
gen Diffusors 24 liegt.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungs
gemäßen Peileinheit, bei der eine Natriumdampflampe 32 innerhalb
eines zylinderförmigen Diffusors 34 angeordnet ist. Eine GPS-
Flachantenne 36 ist so angeordnet, daß ihr geodätischer Bezugs
punkt 37 in der geometrischen Achse des zylinderförmigen Diffu
sors 34 liegt. Der optische Mittelpunkt der Natriumdampflampe 32
liegt ebenfalls in dieser geometrischen Achse, so daß bei be
kanntem Aufbaumaß a der geometrische Bezug zwischen geodätischen
Bezugspunkt 37 der GPS-Flachantenne 36 und dem optischen Zentrum
38 der Natriumdampflampe 32 hergestellt ist.
Fig. 5 zeigt eine GPS-Antenne in Form einer Doppelhelix, bei
der von einem kreuzförmigen Träger 40 schraubenförmige Antennen
drähte 42 herabhängen. Eine solche GPS-Doppelhelixantenne eignet
sich besonders gut dazu, in ihrem geodätischen Bezugspunkt den
optische Schwerpunkt einer Lampe anzuordnen, und so geodätischen
Bezugspunkt und optischen Schwerpunkt der Lampe (der Peilmarke)
zusammenfallen zu lassen.
Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Peileinheit, bei der zwei
Leuchtkörper in zwei benachbarten Diffusoren 24 vorgesehen sind.
Der optische Mittelpunkt, d. h. der Schwerpunkt 38 der beiden ku
gelförmigen Diffusoren 24 ist dabei gleichzeitig der geodätische
Bezugspunkt einer GPS-Flachantenne 26.
Fig. 7 zeigt schematisch eine Objektivanordnung eines erfin
dungsgemäßen Autotheodoliten, bei dem das von einer Lichtquelle
24 stammende Licht auf ein Objektiv 44 fällt und in einem Strah
lenteiler 46 in zwei Strahlengänge zerlegt wird. Der eine Strah
lengang fällt durch einen Filter 1 auf einen ersten Bildaufneh
mer CCD 1, während ein zweiter Strahlengang durch einen Filter 2
auf einen zweiten Bildaufnehmer CCD 2 fällt.
Die Fig. 8 und 9 zeigen, wie sich unter Ausnutzung verschie
dener Filtercharakteristiken Störlichteinflüsse ausblenden las
sen, wenn die Lichtquelle 24 Licht einer bestimmten Wellenlänge
aussendet, wie beispielsweise Licht der Wellenlänge 589 nm bei
einer Natriumdampflampe.
In den Fig. 8 und 9 haben die gewählten Formelzeichen folgen
den Bedeutung:
ICCD 1/2 - Intensität der Strahlung auf CCD 1/2
INutz - Intensität des Nutzsignals
IStör 1/2 - Intensität der Störstrahlung
kIStör - Intensitätsverhältnis der Störstrahlung
HF 1/2 - Halbwertsbreite des Interferenzfilters 1/2
F1/2 - Interferenzfilter 1/2
INutz - Intensität des Nutzsignals
IStör 1/2 - Intensität der Störstrahlung
kIStör - Intensitätsverhältnis der Störstrahlung
HF 1/2 - Halbwertsbreite des Interferenzfilters 1/2
F1/2 - Interferenzfilter 1/2
Unter der Annahme, daß die Störstrahlung wie in Fig. 8 einge
zeichnet über der Wellenlänge einen im wesentlichen gleichmäßi
gen Verlauf aufweist, wie das beispielsweise bei einfallendem
Sonnenlicht der Fall ist, passiert den Filter 1 sowohl das von
der Natriumdampflampe stammende Nutzlicht wie auch ein Anteil an
Störlicht, so daß sich die Intensität der auf den ersten Bild
aufnehmer CCD 1 einfallenden Strahlung wie folgt darstellt:
ICCD1 = INutz + IStör1
Definiert man ein Intensitätsverhältnis der Störstrahlung als
dann folgt hieraus,
ICCD2 = IStör2 = K₁ * IStör1
Hieraus folgt:
ICCD1 - ICCD2 = INutz2 + IStör1 - KI * IStör1
Nun ist eine Unterdrückung der Störsignale durch unterschiedli
che Bewertung der CCD-Signale und anschließende Subtraktion mög
lich.
Es folgt
K₁ * ICCD1 - ICCD2 = KI * INutz
und hieraus folgt
Unter der Annahme, daß KI = 1 ist, folgt INutz = ICCD1 - ICCD2.
Auf analoge Weise läßt sich bei einer Verwendung von Filtern mit
Charakteristiken gemäß Fig. 9 eine Unterdrückung von Störsigna
len durch unterschiedliche Bewertung der CCD-Signale und an
schließende Subtraktion bewerkstelligen. Dabei kann von folgen
dem Ansatz ausgegangen werden:
Hieraus folgt
KI * ICCD1 - ICCD2 = KI * INutz - INutz = INutz (KI-1)
Hieraus folgt
Die oben erwähnten beispielhafte Verwendung von Filtern zur
Störlichtausblendung läßt sich auch mit Kameras ausführen, die
drei verschiedene Farbanteile auswerten, üblicherweise Rot, Grün
und Blau. Aus den RGB-Signalen lassen sich mittels elektro
nischer Filterung auf ähnliche Weise die Störsignale ausblenden.
Claims (28)
1. Verfahren zum zeitgleichen dreidimensionalen Vermessen und
Erfassen des Fahrweges eines ein begrenztes Gelände (12)
befahrenden Fahrzeugs (10), mit folgenden Schritten:
Anbringen einer Lichtquelle (22, 32) als Peilmarke (14) an dem Fahrzeug,
Aufstellen zweier selbstausrichtender Theodoliten (16L, 16R) (Autotheodoliten) an festen Standpunkten in bezug auf das befahrene Gelände, wobei als Autotheo doliten (16L, 16R) CCD-Kameras aufweisende Geräte ver wendet werden, die je um eine vertikale und eine hori zontale Achse schwenkbar ausgebildet sind,
Bestimmen der Standorte der Autotheodoliten in bezug auf ein ortsfestes, mit dem Gelände verbundenes Koor dinatensystem,
Errechnen der Position der Peilmarke in dem Koordina tensystem mittels bekannter Triangulationsrechenmetho den in zeitlich diskreten Abständen,
Aufzeichnen der errechneten Positionen.
Anbringen einer Lichtquelle (22, 32) als Peilmarke (14) an dem Fahrzeug,
Aufstellen zweier selbstausrichtender Theodoliten (16L, 16R) (Autotheodoliten) an festen Standpunkten in bezug auf das befahrene Gelände, wobei als Autotheo doliten (16L, 16R) CCD-Kameras aufweisende Geräte ver wendet werden, die je um eine vertikale und eine hori zontale Achse schwenkbar ausgebildet sind,
Bestimmen der Standorte der Autotheodoliten in bezug auf ein ortsfestes, mit dem Gelände verbundenes Koor dinatensystem,
Errechnen der Position der Peilmarke in dem Koordina tensystem mittels bekannter Triangulationsrechenmetho den in zeitlich diskreten Abständen,
Aufzeichnen der errechneten Positionen.
2. Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen und Erfassen des
Fahrweges eines ein begrenztes Gelände befahrenden Fahr
zeugs, mit folgenden Schritten:
Anbringen einer Lichtquelle (22, 32) als Peilmarke in einer definierten Höhe über dem Gelände an einem be liebigem Ort,
Anbringen zweier selbstausrichtender Theodoliten an dem Fahrzeug, wobei als Autotheodoliten (16L, 16R) CCD-Kameras aufweisende Geräte verwendet werden, die je um eine vertikale und eine horizontale Achse schwenkbar ausgebildet sind,
Bestimmen des Standortes der Peilmarke in bezug auf ein ortsfestes, mit dem Gelände verbundenes Koordina tensystem,
Errechnen der Position der Autotheodoliten in dem Ko ordinatensystem mittels bekannter Triangulations rechenmethoden in zeitlich diskreten Abständen,
Aufzeichnen der errechneten Positionen.
Anbringen einer Lichtquelle (22, 32) als Peilmarke in einer definierten Höhe über dem Gelände an einem be liebigem Ort,
Anbringen zweier selbstausrichtender Theodoliten an dem Fahrzeug, wobei als Autotheodoliten (16L, 16R) CCD-Kameras aufweisende Geräte verwendet werden, die je um eine vertikale und eine horizontale Achse schwenkbar ausgebildet sind,
Bestimmen des Standortes der Peilmarke in bezug auf ein ortsfestes, mit dem Gelände verbundenes Koordina tensystem,
Errechnen der Position der Autotheodoliten in dem Ko ordinatensystem mittels bekannter Triangulations rechenmethoden in zeitlich diskreten Abständen,
Aufzeichnen der errechneten Positionen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Position der Autotheodoliten durch folgende zusätzlichen
Schritte bestimmt wird:
(Kalibrierung)
Ausrichten der Autotheodoliten auf die Peilmarke des an einer definierten Position stehenden Fahrzeugs,
Wiederholen des letzten Verfahrensschrittes, bis min destens vier definierte Positionen der Peilmarke durch die beiden Autotheodoliten erfaßt sind,
rückwärtiges Berechnen der Position der Autotheodoli ten und des Basisabstands zwischen ihnen aus den Daten der vier definierten Positionen der Peilmarke,
wobei die zur Kalibierung notwendigen mindestens vier definierten Positionen des Fahrzeugs durch ein Satel litennavigationsverfahren (GPS) ermittelt werden.
(Kalibrierung)
Ausrichten der Autotheodoliten auf die Peilmarke des an einer definierten Position stehenden Fahrzeugs,
Wiederholen des letzten Verfahrensschrittes, bis min destens vier definierte Positionen der Peilmarke durch die beiden Autotheodoliten erfaßt sind,
rückwärtiges Berechnen der Position der Autotheodoli ten und des Basisabstands zwischen ihnen aus den Daten der vier definierten Positionen der Peilmarke,
wobei die zur Kalibierung notwendigen mindestens vier definierten Positionen des Fahrzeugs durch ein Satel litennavigationsverfahren (GPS) ermittelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Position der Peilmarke durch folgende zusätzlichen Schritte
bestimmt wird:
(Kalibrierung)
Ausrichten der an dem an einer definierten Position stehenden Fahrzeug angebrachten Autotheodoliten auf die Peilmarke,
Wiederholen des letzten Verfahrensschrittes, bis die Peilmarke von vier definierten Standorten des Fahrzeu ges aus durch die beiden Autotheodoliten erfaßt ist,
rückwärtiges Berechnen der Position der Autotheodoli ten relativ zueinander und der Position der Peilmarke aus den Daten der Erfassung der Peilmarke aus vier definierten Positionen des Fahrzeugs heraus,
wobei die zur Kalibierung notwendigen mindestens vier definierten Positionen des Fahrzeugs durch ein Satel litennavigationsverfahren (GPS) ermittelt werden.
(Kalibrierung)
Ausrichten der an dem an einer definierten Position stehenden Fahrzeug angebrachten Autotheodoliten auf die Peilmarke,
Wiederholen des letzten Verfahrensschrittes, bis die Peilmarke von vier definierten Standorten des Fahrzeu ges aus durch die beiden Autotheodoliten erfaßt ist,
rückwärtiges Berechnen der Position der Autotheodoli ten relativ zueinander und der Position der Peilmarke aus den Daten der Erfassung der Peilmarke aus vier definierten Positionen des Fahrzeugs heraus,
wobei die zur Kalibierung notwendigen mindestens vier definierten Positionen des Fahrzeugs durch ein Satel litennavigationsverfahren (GPS) ermittelt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß während eines Fahrzeugstillstands die
Position des Fahrzeugs durch das Satellitennavigationsver
fahren vermessen und zum Nachkalibrieren verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Satellitennavigationsverfahren das Diffe
rential Global Positioning System (DGPS) verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als Lichtquelle ein Infrarotstrahler
verwendet wird und die Autotheodoliten mit infrarotselekti
ven Filtern ausgestattet sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Autotheodoliten mit polarisierenden Filtern ausgestattet
sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Lichtquelle eine monochromatische Licht
quelle (32) verwendet wird und die Autotheodoliten mit ei
nem Interferenzfilter ausgestattet sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als
monochromatische Lichtquelle (32) eine Natriumdampflampe
verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Fahrzeuge gleichzeitig das Ge
lände (12) befahren und die Peilmarken der Fahrzeuge zeit
lich versetzt erfaßt werden (Multiplexbetrieb).
12. Verfahren zur Geländevermessung (Geodäsie), dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Fahrzeug (10) über die Geländeoberfläche
(12) geführt wird und die Positionen des Fahrzeugs in
zeitlichen Abständen nach einem Verfahren nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1-11 vermessen werden.
13. Verfahren zur Volumenbestimmung eines Erdbauwerks, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Bauwerks durch ein
Fahrzeug befahren wird, und die Volumendifferenz zwischen
je zwei zu verschiedenen Zeitpunkten mit einem Verfahren
gemäß Anspruch 12 vermessenen Bauwerkoberflächen auf
integriert wird.
14. Verfahren zur Volumenbestimmung des Einbaukörpers einer
Müllkippe, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des
Einbaukörpers durch ein Verdichtungsfahrzeug (Kompaktor)
befahren wird, und die Volumendifferenz zwischen je zwei zu
verschiedenen Zeitpunkten mit einem Verfahren gemäß An
spruch 12 vermessenen Einbaukörperoberflächen auf integriert
wird.
15. Verfahren zum Führen eines Fahrzeug, insbesondere einer
Baumaschine, wie etwa einer Planierraupe oder eines Kompak
tors, auf einem Sollkurs, dadurch gekennzeichnet, daß die
Position des Fahrzeugs mit einem Verfahren nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 11 ermittelt wird und die Ab
weichung zwischen Istposition und Sollposition zum Generie
ren einer Stellgröße genutzt wird.
16. Verfahren zum Führen eines Schüttgüter bewegenden Fahr
zeugs, insbesondere einer Baumaschine, wie etwa einer Pla
nierraupe oder eines Kompaktors, zum Aufschütten oder Ver
dichten von Schüttgütern zu einem Baukörper vorgebener
Form, wie eines Damms, einer Straßenböschung, eines Einbau
körpers einer Mülldeponie, dadurch gekennzeichnet, daß die
Position des Fahrzeugs mit einem Verfahren nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 11 ermittelt wird und die Ab
weichung zwischen Istposition und Sollposition zum Generie
ren einer Stellgröße genutzt wird, um Schüttgut zusätzlich
auf- oder abzutragen.
17. Peileinheit, bestehend aus Peilmarke (Lichtquelle) und An
tenne, zur Durchführung eines Verfahrens zumindest nach
Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Zen
trum (38) der Peilmarke (24, 34) und der geodätische Be
zugspunkt (37) der Antenne (26, 36) für die Satelliten
navigation in einem bekannten räumlichen Bezug zueinander
angeordnet sind.
18. Peileinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
das optische Zentrum der Peilmarke und der geodätische Be
zugspunkt (26) der Antenne für die Satellitennavigation
zusammenfallen.
19. Peileinheit nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antenne eine GPS-Flächenantenne
(26, 36) ist.
20. Peileinheit nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Antenne eine GPS-Helixantenne ist.
21. Peileinheit nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Peilmarke eine Natriumdampflampe ist.
22. Peileinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Peilmarke zwei Lichtquellen umfaßt, zwischen denen eine
GPS-Antenne angeordnet ist, deren geodätischer Bezugspunkt
in festem räumlichen Bezug zum Gesamtschwerpunkt der beiden
Lichtquellen steht.
23. Autotheodolit zur Durchführung eines Verfahrens nach einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich
net, daß im Strahlengang des Theodoliten ein Strahlenteiler
angeordnet ist, der die Strahlen durch zwei unterschied
liche Filter (1, 2) auf zwei unabhängige CCD-Aufnehmer (1,
2) lenkt.
24. Autotheodolit nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
ein erster Filter die Wellenlänge einer Natriumdampflampe
zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10 oder zur
Verwendung als Peileinheit nach Anspruch 21 ausfiltert.
25. Autotheodolit nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
ein erster Filter und der zweite Filter die gleiche Haupt
durchlaßwellenlänge aufweisen, nämlich die Wellenlänge
einer Natriumdampflampe zur Durchführung des Verfahrens
nach Anspruch 10 oder zur Verwendung als Peileinheit nach
Anspruch 21, jedoch unterschiedliche Halbwertsbreiten.
26. Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen und Erfassen des
Fahrweges eines ein begrenztes Gelände (12) befahrenden
Fahrzeugs (10), gekennzeichnet durch
Anbringen einer Lichtquelle als Peilmarke (14) an dem Fahrzeug,
Aufstellen zweier Bildaufnehmer an festen Standpunkten in bezug auf das befahrene Gelände,
Bestimmen der Standorte der Bildaufnehmer in bezug auf ein ortsfestes, mit dem Gelände verbundenes Koordina tensystem,
Errechnen der Position der Peilmarke in dem Koordina tensystem mittels bekannter photogrammetrischer Rechenmethoden in zeitlich diskreten Abständen,
Aufzeichnen der errechneten Positionen.
Anbringen einer Lichtquelle als Peilmarke (14) an dem Fahrzeug,
Aufstellen zweier Bildaufnehmer an festen Standpunkten in bezug auf das befahrene Gelände,
Bestimmen der Standorte der Bildaufnehmer in bezug auf ein ortsfestes, mit dem Gelände verbundenes Koordina tensystem,
Errechnen der Position der Peilmarke in dem Koordina tensystem mittels bekannter photogrammetrischer Rechenmethoden in zeitlich diskreten Abständen,
Aufzeichnen der errechneten Positionen.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die
Position der Bildaufnehmer durch folgende zusätzlichen
Schritte bestimmt wird:
(Kalibrierung)
Ausrichten der Bildaufnehmer auf die Peilmarke des an einer definierten Position stehenden Fahrzeugs,
Wiederholen des letzten Verfahrensschrittes, bis min destens vier definierte Positionen der Peilmarke durch die beiden Bildaufnehmer erfaßt sind, und
rückwärtiges Berechnen der Position der Bildaufnehmer und des Basisabstands zwischen ihnen aus den Daten der vier definierten Positionen der Peilmarke,
wobei die definierten Positionen durch ein Satelliten navigationsverfahren ermittelt werden.
(Kalibrierung)
Ausrichten der Bildaufnehmer auf die Peilmarke des an einer definierten Position stehenden Fahrzeugs,
Wiederholen des letzten Verfahrensschrittes, bis min destens vier definierte Positionen der Peilmarke durch die beiden Bildaufnehmer erfaßt sind, und
rückwärtiges Berechnen der Position der Bildaufnehmer und des Basisabstands zwischen ihnen aus den Daten der vier definierten Positionen der Peilmarke,
wobei die definierten Positionen durch ein Satelliten navigationsverfahren ermittelt werden.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 oder 26 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Störlichtunterdrückung das
von einem selbstausrichtenden Autotheodoliten oder einem
Bildaufnehmer aufgenommene Bild zweifach in unterschiedli
chen Wellenlängenbereichen einer als über das Spektrum
gleichmäßig strahlend angenommenen Störstrahlung ausgewer
tet wird und daß die durch Auswertung ermittelten beiden
Signale voneinander subtrahiert werden, um den monochroma
tischen Anteil einer Nutzlichtquelle (Peilmarke) zu ermit
teln.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944436032 DE4436032C2 (de) | 1994-10-08 | 1994-10-08 | Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen und Erfassen des Fahrweges eines ein begrenztes Gelände befahrenden Fahrzeuges sowie Peileinheit und Autotheodoliten hierfür |
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DE19944436032 DE4436032C2 (de) | 1994-10-08 | 1994-10-08 | Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen und Erfassen des Fahrweges eines ein begrenztes Gelände befahrenden Fahrzeuges sowie Peileinheit und Autotheodoliten hierfür |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4436032A1 DE4436032A1 (de) | 1996-04-11 |
DE4436032C2 true DE4436032C2 (de) | 1997-04-30 |
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DE19944436032 Expired - Fee Related DE4436032C2 (de) | 1994-10-08 | 1994-10-08 | Verfahren zum dreidimensionalen Vermessen und Erfassen des Fahrweges eines ein begrenztes Gelände befahrenden Fahrzeuges sowie Peileinheit und Autotheodoliten hierfür |
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DE (1) | DE4436032C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008063852A1 (de) * | 2008-12-19 | 2010-07-08 | Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh | Verfahren zur Steuerung der Verdichtung eines landwirtschaftlichen Guts in einem Fahr- bzw. Flachsilo und Verdichtungsfahrzeug |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19947674A1 (de) * | 1999-10-04 | 2001-05-10 | Andreas Naumann | Funk-Theodolit-Meßsystem |
CN110057342B (zh) * | 2019-05-29 | 2021-03-26 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种使用全站仪和水准仪监测平面位移的方法 |
DE102020126817A1 (de) | 2020-10-13 | 2022-04-14 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Messanordnung und messverfahren |
CN114136341B (zh) * | 2021-11-30 | 2024-03-15 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 经纬仪标校误差的检测方法 |
DE102021133924A1 (de) | 2021-12-20 | 2023-06-22 | Vega Grieshaber Kg | Mobile Sensormessanordnung zur Füllstand- und/oder Volumenbestimmung |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE473674C (de) * | 1926-05-21 | 1929-03-20 | Askania Werke A G Vorm Central | Theodolit mit photographischer Einrichtung zum Festlegen der Zielrichtung |
US3590704A (en) * | 1967-06-20 | 1971-07-06 | Hidetomo Endo | Method for measuring a position of a ship at sea |
JPS5891410A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-05-31 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置の合焦方法 |
DE3215038C2 (de) * | 1982-04-22 | 1984-04-05 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Kalibrierverfahren für die Objektvermessung mit Theodolitenpaaren |
DE3214998C2 (de) * | 1982-04-22 | 1984-06-20 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Verfahren zur Bestimmung unzugänglicher Meßpunkte mit Winkelmeßinstrumenten |
KR930004880B1 (ko) * | 1989-03-07 | 1993-06-09 | 미쓰비시 덴끼 가부시기가이샤 | 추미식 차간거리 측정장치 |
DE4011316A1 (de) * | 1990-04-07 | 1991-10-17 | Rheinische Braunkohlenw Ag | Verfahren zur bestimmung der geodaetischen standortes von teilen eines ortsbeweglichen grossgeraetes |
-
1994
- 1994-10-08 DE DE19944436032 patent/DE4436032C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008063852A1 (de) * | 2008-12-19 | 2010-07-08 | Claas Selbstfahrende Erntemaschinen Gmbh | Verfahren zur Steuerung der Verdichtung eines landwirtschaftlichen Guts in einem Fahr- bzw. Flachsilo und Verdichtungsfahrzeug |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4436032A1 (de) | 1996-04-11 |
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