Vergleich zweier Messverfahren zur ... - RWTH Aachen University
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3 Stand der Technik: Diagnose ̵ Planung ̵ Umsetzung<br />
3.7.2 Messgeräte<br />
Messgeräte dienen der Bestimmung von geometrischen und physikalischen Größen.<br />
Der ermittelte Messwert besteht aus dem Produkt von Zahlenwert (Maßzahl) und<br />
Maßeinheit. Das Ergebnis der Messung ist ein Messwert, der eine Messabweichung<br />
enthält und von seinem wahren Wert abweicht. Aus diesem Messwert sind bekannte<br />
systematische Abweichungen heraus<strong>zur</strong>echnen. Ein vollständiges Messergebnis ist ein<br />
aus Messungen gewonnener Schätzwert für den wahren Wert der Messgröße, mit<br />
quantitativen Aussagen <strong>zur</strong> Genauigkeit der Messung.<br />
Für die vorliegende Arbeit wird lediglich die dreidimensionale Vermessung mit Hilfe von<br />
Koordinatenmessgeräten näher erläutert, sowie ein Einblick in die optische 3D-<br />
Messtechnik geschaffen. Die Koordinatenmesstechnik diente im Rahmen der<br />
experimentellen Untersuchung <strong>zur</strong> indirekten Vermessung der Implantate. Tabelle 3.11<br />
schafft einen Überblick über terrestrische Erfassungsmethoden von Objekten im<br />
Nahbereich mittels verschiedener <strong>Messverfahren</strong>.<br />
Tabelle 3.11: Verschiedene terrestrische Erfassungsmethoden [modifiziert nach IKG 2008, URL:<br />
http://www.ikg.uni-hannover.de/forschung/vw_stiftung/projekte/f02-Terrestrial.html].<br />
Terrestrische<br />
Verfahren<br />
54<br />
Prinzip Ergebnis Kennzeichen,<br />
Genauigkeitsbereich<br />
Handaufmaß Distanzmessung<br />
mittels Zollstock /<br />
Maßband.<br />
Photogrammetrie <br />
Laserscanning<br />
Aufnahme von<br />
zwei oder mehr<br />
Photographien<br />
eines Objekts.<br />
Bestimmung von<br />
Raumkoordinaten<br />
aus Messungen<br />
in Bildern.<br />
Schnelle Abtastung<br />
der Umgebung<br />
von einem<br />
Standpunkt aus,<br />
in regelmäßigen<br />
Winkelinkrementen.<br />
Tachymeter Berührungsloses<br />
Messen einzelner<br />
Punkte. Berechnung<br />
der kartesischeKoordinaten<br />
aus 2 Winkeln<br />
+ Distanz (Polarkoordinaten).<br />
Einzelpunkte Genauigkeit ><br />
1 cm.<br />
Zunächst nur<br />
Bilder, später<br />
daraus z.B.<br />
Punkte.<br />
Genauigkeit ist<br />
abhängig von der<br />
Auflösung der<br />
Pixel.<br />
Punktwolke Messdistanzen bis<br />
1000 m, Messraten<br />
bis über 100.000<br />
Punkte/s.<br />
Genauigkeit des<br />
Einzelpunkts bis<br />
< 1 cm.<br />
Einzelpunkte Distanz zum Objekt<br />
bis mehrere<br />
100 m, mit Prisma<br />
bis mehrere km.<br />
Genauigkeit der<br />
Distanzmessung<br />
einige mm, Punkte<br />
in 3D genauer<br />
als 1 cm.<br />
Vorteile Nachteile<br />
Keine teuren<br />
Instrumente<br />
erforderlich.<br />
Geringer<br />
Zeitaufwand vor<br />
Ort, preiswerte<br />
Ausrüstung<br />
möglich.<br />
Direkte<br />
Geometriemessung,<br />
sehr dicht.<br />
Unabhängig von<br />
natürlicher<br />
Beleuchtung.<br />
Schnelle Punktmessung.<br />
Punkte<br />
müssen lediglich<br />
sichtbar. Große<br />
Messentfernungen<br />
möglich. Beliebig<br />
komplexe<br />
Geometrien.<br />
Zeitaufwändig.<br />
Punkte müssen<br />
erreichbar sein.<br />
Für komplexe<br />
Geometrien<br />
ungeeignet.<br />
Sorgfältige Wahl<br />
der Standpunkte<br />
nötig. Konvergenz<br />
des numerischenLösungsverfahrens<br />
stellt<br />
sich erst im<br />
Nachhinein<br />
heraus.<br />
Geräte groß,<br />
schwer und<br />
teuer.<br />
Speicherung,<br />
Anzeige,<br />
Bearbeitung von<br />
Punktwolken<br />
aufwändig.<br />
Bewegte Objekte<br />
nicht erfassbar.<br />
Messaufwand<br />
vor Ort proportional<br />
<strong>zur</strong> Zahl der<br />
Punkte. Textur<br />
für Visualisierung<br />
muss getrennt<br />
gewonnen<br />
werden.
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