Steroscopic method for characterization of concrete surfaces

Abstract

Das grundlegende Funktionsprinzip der stereoskopischen Methode besteht darin, den Eindruck dreidimensionaler Bilder zu erwecken, die durch die Aufnahme zweidimensionaler ebener Bilder aus kleinen Kippwinkeln auf der linken und rechten Seite des Neigungswinkels gewonnen werden, obwohl es sich auch hier um zweidimensionale Bilder handelt. Der Hauptzweck dieser Methode besteht also darin, durch verschiedene Messmethoden den Inhalt des Bildes bzw. des zu untersuchenden Objekts, in unserem Fall der Betonoberfläche, zu interpretieren. Die Eignung dieser Methode für die Charakterisierung von Betonoberflächen liegt in der Genauigkeit der Messungen und dem wirtschaftlichen Aspekt ihres Einsatzes im Vergleich zu alternativen Methoden, wie z. B. der Laserscanmethode. Verschiedene Untersuchungen haben ergeben, dass photogrammetrische Methoden eine geometrische Genauigkeit von mehr als 95 % bei der Schätzung der Oberflächen und Volumina der untersuchten Objekte aufweisen.Alles, was zur Realisierung dieser Methode benötigt wird, sind eine digitale Spiegelreflexkamera zur Aufnahme der fotografischen Bilder, eine stabile Vorrichtung zur Positionierung der Spiegelreflexkamera und ein leistungsfähiger Computer, der zur Übertragung der aufgenommenen Bilder und zur Auswertung und Extraktion der Softwaredaten dient. Im Rahmen meiner Diplomarbeit haben wir es hauptsächlich mit den Parametern Rauheit, Profil und Volumen von Betonoberflächen zu tun. Wenn wir also die Arbeit mit dieser Methode in Phasen definieren wollten, dann würden wir sie in der ersten Phase als mechanisch-experimentelle Arbeit und in der zweiten Phase als automatisierte Softwarearbeit unterteilen.Im Rahmen dieser Arbeit werde ich diese beiden Phasen dieser Methode, beginnend mit den Grundkenntnissen und unter Einbeziehung der verschiedenen Faktoren, die ihre bestmögliche Umsetzung beeinflussen, detailliert ausarbeiten. Ich habe versucht, diese Ausarbeitung nach einer sinnvollen wissenschaftlichen Reihenfolge darzustellen, beginnend mit der Formulierung der These, dann mit den grundlegenden theoretischen Grundlagen für die Charakterisierung von Betonoberflächen im Bauwesen, mit den wesentlichen theoretischen Grundlagen der Funktion der stereoskopischen Methode. In den folgenden Kapiteln geht es weiter mit der experimentellen Laborforschung, der Bewertung und Auswertung der erzielten Softwareergebnisse, dem Vergleich mit den erzielten Laborergebnissen und abschließend mit den Schlussfolgerungen dieser Arbeit.

The stereoscopic method's basic working principle consists of creating the impression of 3-Dimensional images obtained by capturing 2-Dimensional planar images from small tilting angles on the left and right side of tilt angle, although even these are 2-Dimensional images. So, the primary purpose of this method is, through different measuring methods, to interpret the content of the image, respectively, of the object we are investigating, which in our case are the concrete surfaces.The suitability of this method for the characterization of concrete surfaces, lies in the accuracy of the measurements and the economic aspect of its use, compared to alternative methods, such as the laser scanning method. Various research has concluded that photogrammetric methods have a geometric accuracy of more than 95% in estimating the surfaces and volumes of the examined objects.All that is needed to realize this method is a digital SLR camera for capturing the photographic images, a stable device for positioning the SLR camera, and a computer with good performance, which serves to transfer captured images and the evaluation and extraction of software data. In the framework of my Master’ Thesis, I mainly deal with the parameters of roughness, profile, and volume of concrete surfaces. So, if we wanted to define the work of this method in phases, then we would divide it in the first phase, as mechanical-experimental work, and in the second phase, as automated software work.In the framework of this thesis, I will elaborate in detail on both phases of this method, starting with the basic knowledge and including the various factors that influence its best realization. I have tried to present this elaboration according to a meaningful scientific order, starting with the formulation of the thesis, then with the fundamental theoretical bases for the characterization of concrete surfaces in civil engineering, with the essential theoretical bases of the function of the stereoscopic method. In the following chapters, continue with experimental laboratory research, assessment, and evaluation of obtained software results, comparison with obtained laboratory results and concluding with the conclusions of all this work.