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Entwicklung eines Low-Cost-Kameratachymeters zur automatisierten Rohrleitungsrekonstruktion

Development of a Low-Cost Image Assisted Total Station for Automated Pipeline Reconstruction

Lukas Hart, Jan Pagels, Paul Raab, Stefan Knoblach

Für die Fertigung passgenauer Dämmungen für Rohrleitungen in Industrieanlagen benötigen Isolierer Geometriedaten der unisolierten Rohrleitung. Lösungen aus dem Bereich Laserscanning haben sich aufgrund hoher Anschaffungskosten nicht durchgesetzt. Photogrammetrische Verfahren sind kostengünstig, setzen jedoch ein entsprechendes Fachwissen voraus. Als Messsystem für die Industrieisolierung, aber auch allgemein für die Anlagenvermessung, wird in diesem Beitrag daher ein Low-Cost-Kameratachymeter vorgestellt und erprobt. Aus Gründen der Kostenreduktion wird dabei nur eine exzentrische Kamera verwendet. Die Rekonstruktion erfolgt durch eine Kombination aus 3D-Einzelpunktmessungen und den Bildinformationen. Durch den Einsatz von Instanzsegmentierung gelingt dies automatisiert und direkt vor Ort, sodass eine aufwendige Nachprozessierung unnötig wird. Anhand von Testmessungen an einem Rohrleitungs-Dummy lässt sich belegen, dass mit diesem Rekonstruktionsverfahren Genauigkeiten von 2 – 4 mm erreicht werden, die sowohl den Anforderungen in der Industrieisolierung als auch den Bedürfnissen des Großteils der Anwendungen im Bereich des Building Information Modeling (BIM) gerecht werden.

To produce precisely fitting insulation for pipelines in industrial plants, insulators need the geometric data of the uninsulated pipeline. Solutions in the field of laser scanning have not prevailed due to high acquisition costs. Photogrammetric methods are cost-effective but require specific expertise. Therefore, this paper introduces and tests a low-cost Image Assisted Total Station as a measuring system for industrial insulation as well as for general plant surveying. For cost reduction reasons, only one eccentric camera is used. The reconstruction is carried out by combining 3D single-point measurements and image information. The use of instance segmentation allows this to be automated and performed directly on-site, making extensive post-processing unnecessary. Test measurements on a pipeline dummy prove that this reconstruction method achieves accuracies of 2 – 4 mm, meeting both the requirements of industrial insulation and the needs of the majority of applications in the field of Building Information Modeling (BIM).

DOI: 10.14627/avn.2025.1-2.2
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