Prüfingenieur 31 - BVPI - Bundesvereinigung der Prüfingenieure ...

Abb. 8: Grauwerteprofil für eine Rissbreitenbestimmung
(links) und Visualisierung der abgeleiteten Rissbreite
(rechts).
angepasst werden, zum Beispiel wenn die Rissufer
stark ausgebrochen sind oder eine besondere Oberflächenstruktur/-beschaffenheit
dies erforderlich
macht.
Bei der Auswertung werden in einem Fenster
innerhalb der Windows-Oberfläche die Ergebnisse,
bestehend aus endgültiger Rissbreite mit Standardabweichung,
Min-Max-Werte und Anzahl der Messungen,
ausgegeben. Konkret zeigt Abb. 6 als erste Stufe
das digitale Bild für einen Versuchsblock aus Beton
der TU Braunschweig mit nur einem kleinen, relativ
geradlinig verlaufenden Riss. Nach manuellem Setzen
von Anfangs- und Endpunkt erkennt der Polyline-Fly-Fisher-Algorithmus
den Verlauf des Risses
problemlos und misst automatisch an hier 1076 Stellen
im Querprofil die Rissbreiten. Nach Ausreißerdetektion
und Mittelung ergibt sich eine Rissbreite für
diesen Abschnitt des Risses von 0,14 Millimeter mit
einer Standardabweichung von 0.05 Millimeter.
5.3 Weiterentwicklung des DRS (korrelativer
Ansatz)
Die Weiterentwicklung des jetzigen Auswerteansatzes
basiert auf dem Prinzip der Ähnlichkeit
der Rissufer nach Auftreten/Aufbrechen eines Risses.
Diese Ähnlichkeit im Verlauf der Rissufer bleibt auch
bei größeren Rissen und weitgehend selbst bei stärkerer
Riss-Erosion erhalten. Das von Niemeier et at.
[11] patentierte Verfahren zur Bestimmung der Rissbreite
basiert nun darauf, eine numerisch maximale
Korrelation zwischen den Rissufern herzustellen. Aus
den hierfür notwendigen Verschiebungsbeträgen und
Drehbewegungen eines Teilbildes gegenüber dem anderen
Teilbild ergibt sich dann unmittelbar die Rissbreite
und gegebenenfalls auch die Verschwenkung.
Zur besseren Separation der beiden Rissufer
wurden bereits im jetzt verfügbaren Tubus zusätzlich
eine rote und eine blaue LED diametral eingebaut,
die den Riss schräg von oben beleuchten (Abb. 9).
Damit wird jeweils die der Lichtquelle gegenüber liegende
Rissseite überwiegend mit rot und die andere
blau ausgeleuchtet. Entsprechend werden die Riss-
QUALITÄTSSICHERUNG
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Der Prüfingenieur Oktober 2007
ufer auf der Seite der LEDs selbst hervorgehoben, indem
hier zum Beispiel kein/kaum rotes beziehungsweise
blaues Licht hinfällt.
Abb. 9: Strahlengang
im unteren Tubusteil
des DRS mit
multispektraler Ausleuchtung
eines Risses.
Diese multispektrale Information wird dann
für eine gesonderte Kantendetektion im roten beziehungsweise
blauen Farbraum genutzt. Die so abgeleiteten
Risskanten liegen in „quasi-vektorisierter“-
Form vor, vergleichbar mit dem Ergebnis einer
Houghtransformation [7]. Das virtuelle Zusammenschieben
(Rotation und Translation) des Risses zu einer
„glatten“ Betonoberfläche, wie sie vor Aufreißen
des Risses existiert haben muss, erfolgt dann mit Hilfe
eines Matching-Algorithmus, der auf der Basis des
bekannten ICP-Algorithmus [12] derzeit programmtechnisch
realisiert wird. Das zu erwartende Ergebnis
ist in Abb. 10 skizziert.
Abb. 10: Schemazeichnung für den korrelativen Lösungsansatz.
Links : Deutlich hervortretende Rissufer bei multispektraler
Beleuchtung. Rechts: Maximale Korrelation
zwischen den Rissufern nach Verschiebung und ggf. Drehung
6 Dreistufiger Aufbau eines
Digitalen Riss-Monitoring-
Systems DRM
Für ein modernes digitales Riss-Monitoring im
Bereich der Bauwerksunterhaltung sind nach diesen
Überlegungen und Ausführungen die folgenden drei
Teilaufgaben zu lösen: