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IAG-Sub-Commission 4.2

Optical 3-D Measurement Techniques

 

 

Impressum

Multi-Sensor Deformation Measurement System Supported by Knowledge-Based and Cognitive Vision Techniques

 

Multi-Sensor Deformationsmesssystem unterstützt von wissensbasierten und Cognitive Vision Techniken

 

 

Principal Investigator / Projektleiter:

 

Co-Investigators / Forscher:

 

Projectdescription:

The increasing number of objects involved in deformation processes in highly populated areas has increased the demand for rapidly working and easily usable deformation measurement systems.

This demand is associated with a higher degree of automation of monitoring, analysis and interpretation.

For monitoring of an object involved in a deformation process the object and its surrounding has to be modeled, which means dissecting the continuum by discrete points in such a way that the points sufficiently characterize the object, and that the movements of the points represent the movements and distortions of the object.

The framework targeted in this project uses two types of sensor systems and/or a combination of them to address the deformation problem: image assisted theodolites (videotheodolites) and raster laser scanners.

In a complex measurement system, the selection of a suitable sensor or suitable measurement modes is a highly non-trivial task. To provide user decision support, information about the object respectively the scene has to be collected in an automated way. For this task we suggest cognitive vision techniques.

A process which sets up a description of the movements and distortions of the object can be coupled to deformation monitoring, followed by an assessment of the deformation. This process must be outlined in a framework of local-to-global information integration, by grouping locally measured deformation into a more informative deformation pattern.

Especially when automatic monitoring is in procedure, the deformation classification can lead to important decisions.

Such a measurement system consists of different components: the sensors, a system control component, a system for cognitive vision, a system for deformation analysis and assessment, and the knowledge base.

The first phase of the project will contain an extensive analysis of the problem and the knowledge necessary for developing solutions. In the next phase a suitable model for the knowledge-based and cognitive vision system will be investigated.

Tests, experiments and evaluations while the whole project phase shall demonstrate the advantages of a deformation measurement system which is supported by knowledge-based and cognitive vision techniques.

 

Projektbeschreibung:

Die Zunahme von gefährdeten Bauwerken in bevölkerten Gebieten steigert den Bedarf an schnell arbeitenden und einfach zu bedienenden Deformationsmesssystemen. Dieser Bedarf kann nur durch eine höhere Automatisierung des Überwachungsprozesses, der Analyse und der Interpretation befriedigt werden.

Für die Überwachung von Objekten, welche in einen Deformationsprozess involviert sind, muss das Objekt und seine Umgebung modelliert werden. Dies bedeutet, das Kontinuum so in Einzelpunkte zu zerlegen, dass diese die Objektbewegung und –deformation repräsentieren.

Im vorliegenden Forschungsprojekt kommen für die Erfassung der Deformation zwei unterschiedliche Sensorsysteme und/oder eine Kombination dieser zur Anwendung: auf der einen Seite bildgebende Theodolite (Videotheodolite) und auf der anderen Seite Raster Laser Scanner.

In einem komplexen Messsystem stellt die Auswahl geeigneter Sensoren und Messmodule eine nicht triviale Aufgabe dar. Um dem Benutzer Unterstützung bei der Entscheidungsfindung zu geben, muss Information über das Objekt bzw. die Szene in einem automatisierten Prozess gesammelt werden. Wir sehen hierfür den Einsatz von Techniken aus dem Bereich des Cognitive Vision vor. 

Ein Prozess, welcher eine Beschreibung der Objektbewegung und -deformation generiert, kann an die Deformationsüberwachung gekoppelt sein. Eine Bewertung der Deformation kann folgen. Dieser Vorgang muss in einem "vom lokalen zum globalen" Rahmenwerk integriert sein, indem lokal gemessene Deformationen als übergeordnetes, informativeres Deformationsmuster zusammengefasst werden.

Die Deformationsklassifikation kann wichtige Entscheidungen unterstützen, besonders in Kombination mit automatisierter Deformationsüberwachung. 

Ein solches Messsystem besteht aus mehreren Komponenten: den Sensoren, einer Systemkontrollkomponente, einer Cognitive Vision Komponente, einem Deformationsanalyse- und Deformationsbewertungssystem und der Wissensbasis.

Die erste Phase des Projektes besteht aus einer extensiven Analyse des Problems und des Wissens, welches für die Entwicklung der Lösungsansätze notwendig ist. In einer weiteren Phase wird ein geeignetes Modell für das wissensbasierte und das Cognitive Vision System erforscht.

Tests, Experimente und Evaluierungen während der gesamten Projektphase sollen die Vorteile eines Deformationsmesssystems, welches durch wissensbasierte und Cognitive Vision Techniken unterstützt wird, zeigen.
 

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Technische Universität Wien - Institut für Geodäsie und Geophysik - Forschungsgruppe Ingenieurgeodäsie

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