Forschung: 3D-Kamera

Die Visualisierung der Umwelt gewinnt in den verschiedensten Bereichen zunehmend an Bedeutung. Zahlreiche Forschungsgruppen arbeiten daran Methoden zu entwickeln, die die Erfassung, Darstellung und Auswertung umweltbezogener Daten einfacher, schneller und vielseitiger machen. In der Arbeitsgruppe Geodäsie wird ein von der DFG- gefördertes Forschungsprojekt bearbeitet, das zum Ziel hat, eine neue innovative Methode zu untersuchen, mit der 3D Modelle erstellt werden können. Zur Datenerfassung dient eine 3D-Kamera (auch als Time of Flight (ToF) -Kamera bezeichnet). Eine solche Kamera liefert pro Pixel neben der Helligkeit auch die Entfernung zum aufgenommenen Objekt. Es stehen somit die Polarkoordinaten eines jeden Punktes unmittelbar zur Verfügung. Die eingesetzte Kamera der Firma PMD besitzt 3072 Pixel.

3D-Kamera der Firma PMD. Die innovative Technik ermöglicht es, 3D Punktwolken mit einer Framerate von bis zu 25fps zu erzeugen. Bei der ToF-Kamera wird mit dem Bildarray simultan die gesamte Szene aufgenommen. Im Vergleich hierzu rastern die heutzutage verwendeten Laserscanner zur Erzeugung einer Punktwolke die Umgebung sequenziell punktförmig ab. Somit ist es nicht möglich, bewegte Szenen mit dem Laserscanner aufzunehmen. Für die ToF-Kamera ist dies kein Problem.

Laserscanner müssen zur Aufnahme stationiert werden; die 3D-Kamera kann hingegen frei bewegt und die Bewegungstrajektorie als zusätzliches Element bestimmt werden. Punktwolken werden schnell und einfach sowie vergleichsweise preiswert erzeugt. Punktwolke im Selbstversuch. Die voll automatische Generierung von 3D Modellen aus den gewonnenen Daten stellt eine große Herausforderung dar. Derzeit ist die Erarbeitung effektiver Kalibrierungsmethoden innerhalb des komplexen Zusammenspiels von elektronischer Distanzmessung und photogrammetrischer Bildbewertung Gegenstand der Forschungsarbeit.