【Smart Construction Edge】 So verwenden Sie das Werkzeug zur Überprüfung der Genauigkeit. – Smart Construction Edge

Problem

Wie benutzt man das Werkzeug zur Genauigkeitsprüfung?

Antwort

Bitte beachten Sie die nachstehenden Erläuterungen.

Erläuterung

Die Genauigkeitsprüfung ist eine automatische Überprüfung der berechneten Punktwolke in Smart Construction Edge. Die Überprüfung erfolgt durch den Vergleich einiger berechneter x-, y- und z-Koordinaten in der resultierenden Punktwolke mit den entsprechenden vordefinierten Orten auf der Baustelle, die eine verifizierte x-, y- und z-Koordinate haben. Diese verifizierten Koordinaten werden zuvor mit Hilfe von Vermessungsgeräten, wie einem GNSS-Rover, gemessen.

Diese Genauigkeitsprüfung kann mit dem Smart Construction Edge durchgeführt werden (Datenverarbeitungsbildschirm auf der Registerkarte Projekte): Nachdem die Punktwolke gerendert wurde, gibt es die Option, die Prüfung durchzuführen, wie im folgenden Bild gezeigt:

Wenn der Edge das Dateiformat nicht erkennt, wird die folgende Meldung angezeigt:

Wenn dieses letzte Bild angezeigt wird, können Sie entweder auf "Anweisungen" klicken, um es in der App anzuzeigen, oder die folgenden Schritte ausführen, um eine geeignete Genauigkeitsprüfungsdatei zu erstellen.

Datei für die Genauigkeitsprüfung

Für die Genauigkeitsprüfung ist eine Referenzprüfpunktdatei erforderlich. Bei dieser Datei handelt es sich um eine CSV-Datei (kommagetrennte Werte) mit den Namen und Koordinaten der Kontrollpunkte. Es wird empfohlen, mindestens 5 Kontrollpunkte für eine einzelne Batteriemission zu erstellen, um eine gründliche Genauigkeitsprüfung zu gewährleisten.

Die Kontrollpunktdatei sollte 'checkpoints.CSV' heißen und sich im Stammverzeichnis (Hauptordner) der SD-Karte oder des USB-Laufwerks befinden.
Die Prüfpunkte müssen im gleichen Koordinatensystem und in den gleichen Einheiten wie die Punktwolke vorliegen.
a. Edge unterstützt globale Koordinatensysteme und lokale Koordinatensysteme (EPSG/Geoid oder benutzerdefiniert mit Lokalisierungsfunktionen)
b. Edge unterstützt Meter, Fuß und US-Fuß
Kontrollpunkte werden mit der folgenden Genauigkeit importiert:
a. 3 Dezimalstellen für Meter, Fuß und US-Fuß
b. 8 Dezimalstellen für Grad
c. Das System beseitigt alle zusätzlichen Dezimalstellen im Vergleich zu den oben genannten. Die Zentimetergenauigkeit der Genauigkeitsprüfung wird dadurch nicht beeinträchtigt.

Beispiel-Dateien

CSV-Format (ENZ) --> Ostwert (x-Koordinate), Nordwert (y-Koordinate), Z (Höhe)

Name	E(m)	N(m)	Z(m)
GPS001	335881.904	440457.002	11.498
GPS002	335882.867	440484.491	10.498
GPS003	335934.134	440455.286	11.723
GPS004	336844.283	439396.335	9.246
GPS005	336881.626	439400.588	9.858
GPS006	336838.404	439448.905	6.359
GPS007	336888.652	439348.810	7.050
GPS008	337626.177	439125.584	20.687
GPS009	337545.164	439138.801	19.187
GPS010	335503.020	440594.849	6.484

Für die Höhe unterstützt Edge Meter (m), Fuß (ft) und us-Fuß (us-ft).

CSV-Format (Grad, Minuten, Sekunden)

Name	lat(dms)	lon(dms)	z(m)
cp1	N52 3 37.046533	E10 11 34.936252	199.83
cp2	N52 3 32.608942	E10 11 37.885621	205.787
cp3	N52 3 30.428706	E10 11 36.720154	205.415
cp4	N52 3 31.875640	E10 11 35.686721	202.431
cp5	N52 3 28.766756	E10 11 31.653096	197.927
cp6	N52 3 32.911782	E10 11 33.455756	199.652

Um Längen- und Breitengrad im DMS-Format anzugeben, sollte die Kopfzeile (DMS) wie oben gezeigt enthalten. Die Richtung wird durch einen Buchstaben angegeben (N, E, S, W). Zwischen Grad, Minuten und Sekunden müssen Leerzeichen stehen. Für die Höhe unterstützt Edge Meter (m), Fuß (ft) und us-Fuß (us-ft).

CSV-Format (Dezimalgrad)

Name	lat(dd)	lon(dd)	z(m)
ch1	50.9443603	4.4424267	13.300
ch2	50.9441110	4.4456740	14.031
ch3	50.9425193	4.4453612	13.978
ch4	50.9416111	4.4445197	14.257
ch5	50.9415229	4.4424393	13.764
ch6	50.9429743	4.4419483	13.256

Um Breiten- und Längengrade im Dezimalgradformat anzugeben, sollte der Header wie oben gezeigt "(dd)" enthalten. In Europa haben wir nur positive Werte, in den Teilen der Welt unterhalb des Äquators wären es negative Werte. Werte im Dezimalgradformat müssen, wie oben gezeigt, 8 Stellen hinter dem Komma haben. Für die Höhe unterstützt Edge Meter (m), Fuß (ft) und us-ft (us-ft).

Jede der Spalten sollte durch ein Komma getrennt werden. Dies erreichen Sie, indem Sie die CSV-Datei über Excel exportieren.

Einige europäische PCs exportieren eine CSV-Datei mit ";" anstelle von "," als Trennsymbol. Sie können dies überprüfen, indem Sie die Datei in einem Texteditor (Word, Notizblock...) öffnen und die Symbole anschließend ersetzen.

Validierung der Prüfpunktdatei

Nach dem Import validiert Edge die Prüfpunktdatei und zeigt an, ob es Probleme mit ihr gibt. Wenn ein Problem vorliegt, wird eine Fehlermeldung angezeigt.

Prüfpunkte, die außerhalb der horizontalen Grenzen der Punktwolken liegen, werden von der Genauigkeitsprüfung ausgeschlossen.

Ergebnisse

Edge zeigt eine Zusammenfassung der Ergebnisse der Genauigkeitsprüfung zusammen mit einem empfohlenen vertikalen Offset an, um den Fehler zwischen der Punktwolke und den Prüfpunkten zu verringern. Der empfohlene Versatz ist immer derselbe Wert wie der mittlere Z-Fehler, jedoch in die entgegengesetzte Richtung.

Positiver Z-Fehler (Mittelwert)
Wenn der mittlere Z-Fehler positiv ist, befindet sich die Punktwolke oberhalb der Kontrollpunkte und der vorgeschlagene Offset verschiebt die Punktwolke nach unten in Richtung der Kontrollpunkte.

Negativer Z-Fehler (Mittelwert)

Wenn der mittlere Z-Fehler negativ ist, befindet sich die Punktwolke unterhalb der Kontrollpunkte und der vorgeschlagene Versatz verschiebt die Punktwolke nach oben in Richtung der Kontrollpunkte.

Durch Tippen auf "Vorgeschlagenen Offset anwenden" verschiebt das Werkzeug für den vertikalen Offset die Punktwolke automatisch, um den Fehler zu reduzieren.

Ausreißer

Prüfpunkte, die die Toleranz von 2 Sigma vom durchschnittlichen Z-Fehler überschreiten, werden als Ausreißer betrachtet.

Ausreißer werden in den Ergebnissen hervorgehoben und es wird eine Fehlermeldung angezeigt.

Die Ausreißer werden bei der Berechnung aller Werte in der Mittelwertzeile am unteren Rand des Ergebnisbildschirms nicht berücksichtigt.

Wenn es Ausreißer gibt, enthält die CSV-Datei zwei Gruppen von Aggregaten.

Aggregate mit Ausreißern
Aggregate ohne Ausreißer

CSV-Kopfzeilen

Checkpoint Name	Vom Benutzer angegebener Name des Kontrollpunkts
Nearby points found	Anzahl der Punkte in der Punktwolke, die in der Nähe der Kontrollpunktkoordinate gefunden wurden (innerhalb des Suchradius XY, bei einem beliebigen Z-Wert)
Checkpoint X	Kontrollpunktkoordinate X-Wert
Checkpoint Y	Kontrollpunkt YKontrollpunktkoordinate Y-Wert
Checkpoint Z	Kontrollpunktkoordinate Z-Wert
Nearest X	X-Wert des Punktes in der Punktwolke, der (nur in Bezug auf die X-Achse) dem Kontrollpunkt am nächsten liegt
Nearest Y	Y-Wert des Punktes in der Punktwolke, der (nur in Bezug auf die Y-Achse) dem Kontrollpunkt am nächsten liegt
Nearest Z	Z-Wert des Punktes in der Punktwolke, der dem Kontrollpunkt (nur in Bezug auf die Z-Achse) am nächsten liegt
Min distance	Absoluter Wert des Abstands (im 3D-Raum) zwischen Kontrollpunkt und nächstgelegenem Punkt in der Punktwolke
Z error (mean)	Mittelwert des in Z-Richtung gemessenen Fehlers zwischen Kontrollpunkten und Punkten in der Punktwolke
Z error (median)	Median aller Z-Fehlerwerte. Bei einer geraden Anzahl von Fehlerwerten wird der Durchschnitt der beiden mittleren Fehlerwerte zurückgegeben.
Z error (Min)	Kleinster in Z-Richtung gemessener Fehler zwischen Kontrollpunkt und den in der Punktwolke gefundenen Punkten
Z error (lower bound)	Untere Grenze (negativster) Fehler, gemessen in Z-Richtung zwischen dem Prüfpunkt und den in der Punktwolke gefundenen Punkten
Z error (upper bound)	Obere Grenze (positivster) Fehler in Z-Richtung zwischen dem Kontrollpunkt und den in der Punktwolke gefundenen Punkten
Std dev Z	Standardabweichung basierend auf allen Z-Fehlerwerten. Immer ein positiver Wert
Mean +3S	Dies ist die rechte Seite des Konfidenzintervalls, das sich aus der Addition des Z-Fehlers Mittelwert plus dem Dreifachen der Standardabweichung Z ergibt.
Mean -3S	Dies ist die linke Seite des Konfidenzintervalls, das sich aus der Subtraktion des Z-Fehlers Mittelwert plus dem 3-fachen der Standardabweichung Z ergibt.

CSV-Aggregate

RMSE	root mean square error
std dev	Standardabweichung des mittleren Z-Fehlers aller Kontrollpunkte
nearby points found	Anzahl der Punkte in der Punktwolke, die in der Nähe der Kontrollpunktkoordinate gefunden wurden (innerhalb des Suchradius XY, bei jedem Z-Wert)
mean Z error	Mittelwert des Z-Fehlerwerts, der für jeden Kontrollpunkt gefunden wurde
mean Z error lower bound	Mittelwert des Z-Fehlers (untere Grenze), der für jeden Kontrollpunkt gefunden wurde
mean Z error upper bound	Mittelwert des Z-Fehlers (obere Grenze), der für jeden Kontrollpunkt gefunden wurde
mean +3S	Konfidenzintervall. Gesamter mittlerer Z-Fehler +3S mal gesamter Z-Fehler std dev

Suchradius

Der Suchradius ist der Radius, der um die Kontrollpunktkoordinate herum verwendet wird, um Punkte in der Punktwolke zu finden, die zur Bestimmung der Genauigkeit herangezogen werden.

Wenn der Suchradius zu groß ist, verwendet der Algorithmus Punkte, die weit vom Kontrollpunkt entfernt sind, und meldet eine schlechtere Genauigkeit, was irreführend ist.

Wenn der Suchradius zu klein ist, findet der Algorithmus nicht genügend Punkte.

Um diese Probleme zu vermeiden, stellt die Funktion zur Genauigkeitsprüfung den Suchradius automatisch auf der Grundlage der Punktwolkendichte so ein, dass durchschnittlich 8-13 Punkte gefunden werden können.

Low	Medium	High
0,95 m	0,425 m	0,2125 m

Werkzeug für vertikalen Versatz

Automatisch
Der von der Genauigkeitsprüfung vorgeschlagene Offset kann automatisch angewendet werden, indem Sie auf dem Ergebnisbildschirm der Genauigkeitsprüfung einfach auf "Offset anwenden" tippen.

Manuell
Das Werkzeug für den vertikalen Versatz kann auch jederzeit über den Bildschirm mit den Verarbeitungsdetails aufgerufen werden.

Gesamtversatz

Auf dem Bildschirm mit den Verarbeitungsdetails wird immer der Gesamtversatz angezeigt, der angewendet wurde (im Vergleich zur ursprünglichen Punktwolke).

Ein positiver Offset bedeutet, dass die Punktwolke jetzt über dem Original liegt.
Ein negativer Offset bedeutet, dass die Punktwolke nun unterhalb des Originals liegt.

Um einen Offset manuell anzuwenden, gibt der Benutzer den Betrag ein, um den er die Punktwolke verschieben möchte. Die Einheiten stimmen mit den Einheiten der Punktwolke überein.
Ein positiver Wert (z.B. 0,02m) verschiebt die Punktwolke von ihrer aktuellen Position nach oben.
Ein negativer Wert (z.B. -0,02m) verschiebt die Punktwolke von der aktuellen Position nach unten.

Auf dem Bildschirm wird immer der aktuelle Versatz zum Original angezeigt, falls der Benutzer zurückkehren möchte.

Um zum Original zurückzukehren, geben Sie den aktuellen Offset mit umgekehrtem Vorzeichen ein. Auf dem Bildschirm wird angezeigt, dass der endgültige Offset 0 ist.