2D-Photogrammetrie zur messtechnischen Erfassung von Rissen
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Projektdaten
| Titel | Title 2D-Photogrammetrie zur messtechnischen Erfassung der Rissentstehung und Rissbreitenentwicklung | 2D photogrammetry for the recording of cracks Förderer | Funding Im Rahmen des Projektes: Kennwertermittlung von Textilbeton bei Anwendung an wasserundurchlässigen Betonkonstruktionen gefördert durch die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen “Otto von Guericke“ e. V. (AiF) Zeitraum | Period 03.2010 – 10.2011 Leiter | Project Manager Dr.-Ing. Harald Michler Bearbeiter | Contributor Dr.-Ing. Harald Michler |
Bericht aus dem Jahrbuch 2011
Erfassung von Rissen mit 2D-Photogrammetrie
Versuchsaufbau Photogrammetrie
Um den Einfluss einer textilen Carbonbewehrung auf die Dichtigkeit von Stahlbetonbauteilen zu untersuchen und nachzuweisen, fiel die Wahl auf die Methode der Photogrammetrie. Mit einem speziell angepassten 2D-Photogrammetriesystem wurde u. a. bei 4-Punkt-Biegeversuchen die Rissentstehung und Rissbreitenentwicklung kontinuierlich über den gesamten Belastungsversuch beobachtet. Üblicherweise werden zwei Kameras zur Beobachtung eines Punktes eingesetzt, um mittels Triangulation die Punktlage exakt im Raum erfassen zu können. Bei dem angepassten 2D-Photogrammetriesystem wird die Beobachtungsfläche mit nur einer Kamera beobachtet, wodurch keine Triangulation möglich ist. Damit verliert man zunächst die Information über den Abstand der Punkte zur Kamera und damit den Maßstab. Dieser „Fehler“ kann aber leicht behoben werden, indem ein geeigneter Maßstab einmal mit fotografiert wird. Bleibt der Abstand von Objekt und Bild während des Versuchs konstant, kann auch mit einer Kamera zuverlässig gemessen werden. Abbildungsfehler spielen eine untergeordnete Rolle, sofern lediglich Differenzverschiebungen ausgewertet werden sollen. Die Auswertung fand mit Standardsoftware statt.
Verfälscht werden die Ergebnisse aber, wenn sich der Abstand zwischen Kamera und Objekt ändert oder das Objekt so gedreht wird, dass Objekt- und Bildebene nicht mehr parallel zueinander sind. Bei diesem Projekt konnte aber nachgewiesen werden, dass unter den gegebenen Aufnahmebedingungen (Abstände, Auflösung, Bild- und Objektgröße) lediglich hinnehmbare Genauigkeitsfehler entstanden. Werden zudem punktuell die Verformungen des Versuchskörpers mit induktiven Wegaufnehmern ermittelt, könnten die Messwerte der Photogrammetrie nachträglich korrigiert werden.
Als Kamera eignet sich eigentlich jede handelsübliche Digitalkamera, vorzugsweise mit größerem APS-C-Chip und Wechselobjektiven. Manuelle Einstellmöglichkeiten für Fokus, Belichtung und Synchronisation, z. B. über Kabelauslöser, sind vorteilhaft. Je nach Messaufgabe kann auch die mögliche Bildfrequenz oder die Dauerbetriebsfrequenz das entscheidende Kriterium für die Kameraauswahl sein. Auch die optischen Gesetzmäßigkeiten sollten bei der Wahl von Brennweite und Objektabstand und damit der Bildweite berücksichtigt werden. Werden diese Empfehlungen beachtet, kann ein großer Kostenvorteil im Vergleich zu üblichen 2-Kamera-Systemen erzielt werden bzw. wird die Beobachtung einer größeren Fläche mit mehreren Kameras (Panorama) erschwinglich.