Original paper
Highspeed Stereo-Endoskopie für eng begrenzte Messvolumina
Steiner, Christina; Wiggenhagen, Manfred; Heipke, Christian
Photogrammetrie - Fernerkundung - Geoinformation Jahrgang 2016 Heft 4 (2016), p. 181 - 190
published: Nov 1, 2016
Abstract
Zusammenfassung: Die Auswertung photogrammetrischer Bilder von Crashversuchen mittels stationärer Kameras ist eine etablierte Methode zur Analyse von Fahrzeug- und Dummy-Bewegungen und liefert wichtige Informationen zur Beurteilung von Berechnungsmodellen zur Crashsimulation. Für eine zuverlässige Validierung der Modelle ist es von Bedeutung, auch die Vorgänge im Inneren des Fahrzeugs zu kennen. Dies kann mit Hilfe der Auswertung von Bildern mitfahrender Kameras geschehen, wird jedoch bisher kaum durchgeführt, da sich die Kameraorientierung während des Crashversuchs ändern kann und eine Referenzierung im Objektraum dadurch erschwert wird. In diesem Artikel wird ein Beitrag zur Lösung der genannten Probleme beschrieben. Es werden zwei Glasfaserendoskope an Onboard-Hochgeschwindigkeitskameras angeschlossen und als Stereomesssystem eingesetzt. In den Auswertungen der durchgeführten Versuche ist zu sehen, dass eine Relativbewegung zwischen Kamera und Endoskop-Okular, die sich als Bildhauptpunktverschiebung auswirkt, die Messgenauigkeit in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung beeinträchtigen kann. Um diese Auswirkungen zu minimieren, wurde eine Methode entwickelt, die es ermöglicht, die Verschiebung des Bildhauptpunktes zu korrigieren. Mit Hilfe dieser Korrekturmethode konnte das Endoskop-Messsystem so verbessert werden, dass die Messung von Strecken im Inneren des Fahrzeugs während des Crashversuchs mit einer Genauigkeit von wenigen Millimetern möglich ist. Summary: Highspeed Stereo-Endoscopy for narrow measurement spaces. The photogrammetric processing of crash test images acquired by stationary cameras is an established method for the analysis of vehicle and dummy movements. This method provides important information for the evaluation of crash simulation models. For a reliable validation of those models, however, it is important to also consider potential movements and deformations in the interior of the car. Such information can be gathered by analyzing images of so called on-board cameras, which are mounted on the moving vehicle during the crash. However, since image orientations may change during the experiment and thus referencing the results to a world coordinate system becomes cumbersome. In this article we describe possibilities to solve these issues. Two fiberscopes are connected to two onboard high-speed cameras and are used as a stereo measurement system. In controlled tests we show that depending on the alignment of the cameras with the direction of vehicle movement during the crash a relative movement between camera and endoscope eyepiece can be observed, which adversely affects the measurement accuracy. We interpret this movement as a change in the coordinates of the principal point and develop a correction method based on the fact that the image of the endoscope is projected as a circle on the CCD sensor of the camera. We show that in this way an accuracy of distances measured in the viewing field of the cameras of a few mm can be reached.
Keywords
fahrzeugsicherheit • photogrammetrie • bildverarbeitung • endoskopie