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Automatische Segmentierung von Profilscannermessungen am Beispiel von Brückenbauwerken

Schill, Florian and Eichhorn, Andreas
Werner, Lienhart (ed.) (2017):
Automatische Segmentierung von Profilscannermessungen am Beispiel von Brückenbauwerken.
In: Ingenieurvermessung 17 - Beiträge zum 18. Internationalen Ingenieurvermessungskurs Graz, 2017, Graz, Wichmann, pp. 389-401, [Book Section]

Abstract

In diesem Beitrag wird die Auswertung von Messungen an Brückenbauwerken mit einem Profilscanner vorgestellt und gezeigt, dass sich damit bestehende Konzepte klassischer Überwachungsmessungen sinnvoll ergänzen lassen. Die berührungslose Erfassung mit dem Profilscanner verringert zunächst den Aufwand im Vergleich zu klassischen Überwachungsmessungen und ermöglicht zusätzlich das Anmessen von nicht zugänglichen Stellen. Des Weiteren ist für Analysen die Information eines ganzen Bauwerkprofils verfügbar, sodass sich diese flexibel an variierende Fragestellungen anpassen lassen. Obwohl das Messrauschen eines Profilscanners um ein Vielfaches höher ist als das von traditionell verwendeten Sensoren wie Wegaufnehmern und Dehnungsmessstreifen, gelingt es durch den Einsatz der Multiskalenanalyse nahezu vergleichbare Ergebnisse für die Deformationssignale abzuleiten. Dazu wird das gemessene Profil zunächst in geradlinige Abschnitte segmentiert, deren Enden durch die Kanten des Brückenbauwerks definiert sind. Diese Segmentierung kann unter Verwendung der Wavelet-Transformation fast vollständig automatisiert werden. Die Profilscannermessungen in den so separierten Abschnitten können diskret oder durch kontinuierliche Funktionen (B-Splines) modelliert werden. Durch die entsprechenden Profilabtastraten entstehen so Zeitreihen von 50, 100 oder 200 Hz. Zur Verarbeitung dieser (instationären) Zeitreihen kann wieder die Wavelet-Transformation vorteilhaft eingesetzt werden. Insbesondere für die komplexe Analyse des Rauschens stellt sie die geeigneten Werkzeuge bereit. In Beispielen werden die abgeleiteten Deformationen mit denen von Wegaufnehmern verglichen. Beide Sensoren besitzen eine ähnliche zeitliche Auflösung. Während die hochgenauen Messungen des Wegaufnehmers nur eine beschränkte räumliche Auflösung haben, erhält man beim Profilscanner eine nahezu kontinuierliche räumliche Auflösung bei annähernd gleicher Genauigkeit. Dies ermöglicht einerseits die punktweise Verifikation der abgeleiteten Deformationen und anderseits die profilweise Verknüpfung aller diskreten Messstellen am Bauwerk.

Item Type: Book Section
Erschienen: 2017
Editors: Werner, Lienhart
Creators: Schill, Florian and Eichhorn, Andreas
Title: Automatische Segmentierung von Profilscannermessungen am Beispiel von Brückenbauwerken
Language: German
Abstract:

In diesem Beitrag wird die Auswertung von Messungen an Brückenbauwerken mit einem Profilscanner vorgestellt und gezeigt, dass sich damit bestehende Konzepte klassischer Überwachungsmessungen sinnvoll ergänzen lassen. Die berührungslose Erfassung mit dem Profilscanner verringert zunächst den Aufwand im Vergleich zu klassischen Überwachungsmessungen und ermöglicht zusätzlich das Anmessen von nicht zugänglichen Stellen. Des Weiteren ist für Analysen die Information eines ganzen Bauwerkprofils verfügbar, sodass sich diese flexibel an variierende Fragestellungen anpassen lassen. Obwohl das Messrauschen eines Profilscanners um ein Vielfaches höher ist als das von traditionell verwendeten Sensoren wie Wegaufnehmern und Dehnungsmessstreifen, gelingt es durch den Einsatz der Multiskalenanalyse nahezu vergleichbare Ergebnisse für die Deformationssignale abzuleiten. Dazu wird das gemessene Profil zunächst in geradlinige Abschnitte segmentiert, deren Enden durch die Kanten des Brückenbauwerks definiert sind. Diese Segmentierung kann unter Verwendung der Wavelet-Transformation fast vollständig automatisiert werden. Die Profilscannermessungen in den so separierten Abschnitten können diskret oder durch kontinuierliche Funktionen (B-Splines) modelliert werden. Durch die entsprechenden Profilabtastraten entstehen so Zeitreihen von 50, 100 oder 200 Hz. Zur Verarbeitung dieser (instationären) Zeitreihen kann wieder die Wavelet-Transformation vorteilhaft eingesetzt werden. Insbesondere für die komplexe Analyse des Rauschens stellt sie die geeigneten Werkzeuge bereit. In Beispielen werden die abgeleiteten Deformationen mit denen von Wegaufnehmern verglichen. Beide Sensoren besitzen eine ähnliche zeitliche Auflösung. Während die hochgenauen Messungen des Wegaufnehmers nur eine beschränkte räumliche Auflösung haben, erhält man beim Profilscanner eine nahezu kontinuierliche räumliche Auflösung bei annähernd gleicher Genauigkeit. Dies ermöglicht einerseits die punktweise Verifikation der abgeleiteten Deformationen und anderseits die profilweise Verknüpfung aller diskreten Messstellen am Bauwerk.

Title of Book: Ingenieurvermessung 17 - Beiträge zum 18. Internationalen Ingenieurvermessungskurs Graz, 2017
Place of Publication: Graz
Publisher: Wichmann
ISBN: 978-3-87907-630-7
Divisions: 13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences
13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences > Institute of Geodesy
13 Department of Civil and Environmental Engineering Sciences > Institute of Geodesy > Geodetic Measuring Systems and Sensor Technology
Event Title: Ingenieurvermessung 17 - Beiträge zum 18. Internationalen Ingenieurvermessungskurs Graz
Event Location: Graz
Event Dates: 25.–29.04.2017
Date Deposited: 14 Dec 2018 12:13
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