Pano3D - Entwicklung eines hochpräzisen 3D-Panoramasystems

Die detailgetreue Dokumentation denkmalgeschützter Bauwerke ist eine zentrale Voraussetzung für deren fachgerechte Restaurierung und langfristigen Erhalt. Im Falle von Beschädigungen an baulichen Strukturen oder kunsthistorisch bedeutenden Elementen ermöglicht sie eine originalgetreue Wiederherstellung des ursprünglichen Zustands.

Sowohl die die präzise Erfassung der 3D-Geometrie des Kulturdenkmals als auch die Erstellung hochauflösender und farblich akkurater Bildaufnahmen zählen zur Dokumentation. Die Herausforderung liegt darin, die heterogenen Datensätze aus terrestrischem Laserscanning (TLS) und photogrammetrischer Aufnahme effizient und ausreichend genau zu einem konsistenten Gesamtmodell zu fusionieren.

Das Projekt Pano3D verfolgt den Ansatz der automatisierten Kolorierung von TLS-Punktwolken durch hochauflösende Panoramabilder. Mit den Kamerasystemen der Partnerfirma Dr. Clauß Bild- und Datentechnik GmbH lassen sich solche 360°-Panoramabilder in sehr hoher fotografischer Auflösung und Qualität erzeugen. Kern des Teilprojekts an der HTW Dresden ist die Erweiterung der Software metigo MAP (Partnerfirma fokus GmbH Leipzig) um Softwarealgorithmen, die eine Fusion der verschiedenen Datensätze ermöglichen, um so eine flexible Wahl der Kamerapositionen zu garantieren.

Im Rahmen erster Untersuchungen wird die erreichbare Genauigkeit der Panoramaerstellung anhand eines speziell eingerichteten Kalibrierraums, der aus mehr als 2.000 photogrammetrischen Referenzmarken besteht, analysiert. Neben der Kalibrierung der Kamera wird dabei überprüft, ob die Anforderungen an die Messgenauigkeit für den denkmalpflegerischen Einsatz erfüllt werden und ob sich Optimierungspotentiale identifizieren lassen. Eine hohe Genauigkeit ist eine zentrale Voraussetzung für die Nutzung der erfassten Daten im Kontext der Dokumentation denkmalgeschützter Bauwerke. Diese wird mithilfe von präziser Stitching-Qualität der Einzelbilder zu einem Panorama sichergestellt.

Außerdem erfolgen anwendungsnahe Untersuchungen, um die Genauigkeit der eingesetzten Komponenten kontinuierlich zu kontrollieren und daraus Optimierungsmöglichkeiten abzuleiten. Im Rahmen einer Messkampagne an der Klosterruine Oybin wird erstmals ein vollständiger Workflow von der Aufnahme über die Panoramaerstellung bis zur Kolorierung der Punktwolke, unter Verwendung des Panoramakamerasystems piXplorer 500 und der Software metigo Map, durchgeführt.

Gefördert durch

• Europäische Kommission
   
• Sächsisches Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr