Mehrskaliges Monitoring Messsystem
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Der Fokus der wissenschaftlichen Arbeiten lag auf der Deformationsanalyse von Fassaden und Bauwerken. Das mehrskalige Monitoring Messsystem wurde dabei zur flächenhaften Erfassung unterschiedlicher Oberflächen wie Sandsteinfassaden, doppelt gekrümmte Holzplatten sowie kompletter Gebäude genutzt. Unter anderem wurde hierfür eine spezielle Tastspitze für den Lasertracker entwickelt, um die Kanten von Holzoberflächen abzutasten. Im Rahmen von Messungen zur Qualitätssicherung konnte so festgestellt werden, dass robotisch gefertigte Holzplatten weder signifikant von den Vorgaben abweichen, noch sich während des Lagerns signifikant deformieren. Des Weiteren konnte ein Filterverfahren entwickelt werden, welches das Rauschverhalten der Scannerkomponente an Kanten deutlich reduziert. Dabei wurden sowohl Punkt-zu-Punkt-Vergleiche als auch Punkt-zu-Fläche-Vergleiche gerechnet. Für sehr kleine Veränderungen beispielsweise einer Sandsteinfassade wurde ein neuartiges Analyseverfahren basierend auf Volumenänderungen und Normalenvektor-Richtungsänderungen erforscht. Dieser erfolgversprechende Ansatz muss allerdings noch die Datumsproblematik (Georeferenzierung in mehreren Epochen) berücksichtigen. Beim Vergleich einer FEM-Berechnung mit der mit dem Messsystem ermittelten Realität für doppelt gekrümmte adaptive Holz-Strukturen konnten Übereinstimmungen und Abweichungen aufgedeckt werden. Von besonderer Bedeutung war hierbei die Möglichkeit, reale geometrische Deformationen an definierten Objektstellen der Stuttgarter SmartShell vorzugeben und deren Auswirkung messtechnisch und mittels Modelleirungen zu überprüfen. Ein anderer Forschungsschwerpunkt ist die Evaluierung kinematischer Messungen des mehrskaligen Messystems insbesondere in Regelkreisen. Hier konnten sowohl eine Tachymeter-Regelung als auch eine GNSS-Regelung eines Vorderradlenkermodells evaluiert werden. Die Regelgüte konnte dabei mit 3 mm beziehungsweise mit1 cm ermittelt werden. Auch hierfür mussten entsprechende Adapter für den Einsatz entwickelt werden. Offensichtlich war dabei die Anfälligkeit des kinematischen Teils des Messsystems (active Target) unter Einfluss von Sonnenlicht, insbesondere bei der im Außenraum vorgenommenen GNSS-Regelung. Insgesamt wurden beide Komponenten zeitgleich zur Erfassung und Evaluation von flächenhaften Aufnahmen und kinematischen bestimmten Positionen eingesetzt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Biomimetic Lightweight Timber Plate Shells: Computational Integration of Robotic Fabrication, Architectural Geometry and Structural Design. Knippers, J.; Mitra, N.; Wang, W. (Editors): Advances in Architectural Geometry 2014. Springer, London, 2014
Krieg, O.; Schwinn, T.; Menges, A.; Li, J.-M.; Knippers, J.; Schmitt, A.; Schwieger, V.
- Combining Laser Tracker und Laser Scanning Data. Karpik, A. et al. (Editors): Proceedings on International Workshop on Integration of Point- and Area-wise Geodetic Monitoring for Structures and Natural Objects. SSGA, Novosibirsk, Russia, 2014
Schmitt, A.
- Quality Control and Deformation Analysis for a Timber Construction. Karpik, A. et al. (Editors): Proceedings on International Workshop on Integration of Point- and Area-wise Geodetic Monitoring for Structures and Natural Objects. SSGA, Novosibirsk, Russia, 2014
Schwieger, V.; Schmitt, A
- TLS for Calibrating Finite Element Models. Karpik, A. et al. (Editors): Proceedings on International Workshop on Integration of Point- and Area-wise Geodetic Monitoring for Structures and Natural Objects. SSGA, Novosibirsk, Russia, 2014
Zheng, B.
- Deformation Analysis of a Timber Pavilion. Karpik, A. et al. (Editors): Proceedings on 2nd International Workshop on Integration of Point- and Area-wise Geodetic Monitoring for Structures and Natural Objects. March 23-24, 2015, Stuttgart, Germany
Schmitt, A.
- Detecting and Modelling Fine Structures from TLS data. GeoSiberia 2015, Novosibirsk, Russia, 20.- 22.04.2015
Scheider, A.
- Evaluierung der Regelgüte für tachymetrisch gesteuerte Fahrzeuge Zeitschrift für Vermessungswesen (ZfV), Heft 4/2015, Jg. 140
Lerke, O.; Schwieger, V.
- Quality Control of Robotics made Timber Plates FIG Working Week 2015, Sofia, Bulgaria, 2015
Schmitt, A.; Schwieger, V.
- Applications of Terrestrial Laser Scanning for Deformation Analysis of an Adaptive Supporting Structure. 3rd Joint International Symposium on Deformation Monitoring (JISDM) in Vienna from 30th March–1st April 2016
Poptean, S.I.; Jocea, A.F.; Schmitt, A.; Schwieger, V.; Heidingsfeld, M.; Sawodny, O.
- Spatio-temporal Correlations for Terrestrial Laser Scanning. Allgemeine Vermessungsnachrichten (AVN), Heft 06/2016
Kauker, S.; Holst, C.; Schwieger, V.; Kuhlmann, H.; Schön, S.
