@phdthesis{,
    author = {Striegl, Philipp},
    title = {Genauigkeitsuntersuchungen zum Einsatz einer Time of Flight Kamera für die Vermessung von Grundstücksentwässerungsanlagen},
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    year = {2016},
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    keywords = {Grundstücksentwässerungsanlagen, Time of Flight Kamera, Zylinderbestimmung, Korrektur von Mehrwegeeffekten, Bestimmung von Bögen, RANSAC, Hough-Transformation, 2D Zylinder-Fitting},
    abstract = {Aus undichten Kanalisationssystemen austretende Abwässer können eine große Gefahr für Mensch und Umwelt darstellen. Aus diesem Grund müssen die Abwassersysteme inspiziert und Schäden repariert werden. Dies betrifft auch die Abwassersysteme, die die Gebäude mit den Hauptkanälen verbinden, die sogenannten Grundstücksentwässerungsanlagen (GEA). Schäden in GEA können mit Hilfe hochtechnisierter TV-Rohrinspektionseinheiten lokalisiert und behoben werden. Da oftmals keine Pläne über den Verlauf der GEA existieren, ist der Einsatz von speziellen Inspektionssystemen hilfreich, die neben der Inspektion den meist unbekannten Verlauf des Rohrsystems in Lage und Höhe vermessen, um Schäden punktuell und dadurch zeit- und kostensparend reparieren zu können. Bei der Vermessung von GEA können Schwimmwinkel der Inspektionseinheit bezüglich der mittleren Rohrachse auftreten. Diese führen zu einer Verringerung der Genauigkeit bei der Vermessung des Verlaufs von GEA. Der Einsatz von Time of Flight Kameras (ToF-Kamera) bietet prinzipiell die Möglichkeit, Informationen über das Vorliegen von Schwimmwinkeln zu gewinnen. Zur Bestimmung von Schwimmwinkeln aus den Aufnahmen einer ToF Kamera werden die Verfahren RANdom SAmple Consensus (RANSAC), Hough-Transformation sowie ein speziell für den Anwendungsfall entwickelte, Verfahren, das 2D Zylinder-Fitting eingesetzt. Das Ziel ist eine Aussage über die mögliche Genauigkeit zu erhalten, mit der diese Verfahren Schwimmwinkel aus Aufnahmen einer ToF-Kamera bestimmen können. Spezielle Charakteristika bei Aufnahmen im Rohr, bedingt durch den Einfluss von Mehrwegeffekten oder der Aufnahmeposition der ToF-Kamera, werden vorgestellt und die Auswirkungen auf die Genauigkeit bei der Bestimmung von Schwimmwinkeln untersucht. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass die Bestimmung von Schwimmwinkeln, aufgrund des kombinierten Auftretens von Mehrwegeffekten und asymmetrischen Punktverteilungen, einem systematischen Fehler unterliegt. Entsprechende Korrekturansätze, wie die Korrektur von Mehrwegeffekten mittels radiometrischer Modelle sowie die Analyse optimaler Aufnahmebereiche werden vorgestellt und bezüglich ihres Verbesserungspotentials bei der Bestimmung von Schwimmwinkeln überprüft. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass das 2D Zylinder-Fitting das zu bevorzugende Verfahren bei der Bestimmung von Schwimmwinkeln im gegeben Anwendungsfall ist. Des Weiteren wird untersucht, mit welcher Genauigkeit die Winkel von Bögen direkt aus den Aufnahmen einer ToF-Kamera mittels der Verfahren RANSAC und Hough-Transformation bestimmt werden können. Diese Information kann in zukünftigen Filtermodellen zur Stabilisierung und Verbesserung der Genauigkeit bei der Dokumentation von GEA verwendet werden. Verschiedene Eigenschaften der jeweiligen Aufnahmesituation, die die Auswertung beeinflussen, werden vorgestellt und diskutiert. Die Untersuchungen bestätigen, dass die direkte Bestimmung von Bogenwinkeln mit den Verfahren grundsätzlich möglich ist. Sind die Winkel der Bögen jedoch zu groß, können keine brauchbaren Ergebnisse mehr gewonnen werden. Die Genauigkeit der Ergebnisse liegt bei beiden Verfahren in einem Größenbereich, der vergleichbar ist mit dem des 2D Zylinder-Fitting bei der Bestimmung von Schwimmwinkeln.},
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    school = {Universität der Bundeswehr München},
    
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