Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Flächenkartierung, nach der Gattung des Anspruchs 1 , und einem Verfahren zur Flächenkartierung, nach der Gattung des Anspruchs 14, in beispielsweiser Form einem Verfahren zur schnellen Erstellung von hochaufgelösten, georeferenzierten Aufnahmen von Flächen mittels einer Vorrichtung umfassend mehrere Kameras.

Verfahren zur Flächenkartierung sind seit langem Stand der Technik. So wird heute, neben klassischen GNSS-gestützten Vermessungsverfahren, beispielsweise die Satelliten- bzw. Luftbild-Fotogrammmetrie dazu verwendet, aus mehreren überlappenden Bildaufnahmen von großen Flächen Orthomosaikbilder, verzerrungsbereinigte Übersichtsaufnahmen, zu generieren. Nachteilig an den bekannten Verfahren der Luftbild-Fotogrammmetrie zur Flächenkartierung ist, dass diese meist aus großer Höhe (beispielsweise von Flugzeugen aus) durchgeführt werden, was sich negativ auf die Bildbodenauflösung auswirkt, oder aber, wenn die Aufnahmen mit hoher Auflösung und dann aus niedriger Höhe erfolgen (beispielsweise von Drohnen aus), die Bilder eine niedrige Bildgröße aufweisen, was dazu führt, dass eine Vielzahl von Aufnahmen und damit sehr große Datenmengen generiert werden müssen. Kameras und Sensoren, die eine ausreichende Auflösung und eine entsprechende Bildgröße aufweisen, sind häufig nicht in der Lage eine notwendige Auslösegeschwindigkeit zu erreichen, um effizient aneinander anschließende Bilder oder Sensormessungen zu realisieren. Flächenkartierungen zur Unkrautüberwachung haben in den letzten Jahren insbesondere auch im Bereich der Landwirtschaft ihr Potential gezeigt. Fernändez-Quintanilla et al. (European Weed Research Society 2018, 58, 259; DOI: 10.1111/wre.12307) liefern einen Überblick über dementsprechende Anwendungsbeispiele. Weiterhin beschreiben Mink et al. (Agriculture 2018, 8, 65; D0l:10.3390/agriculture8050065) eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kartierung von Unkraut durch Drohnen-Fotogramm- metrie. Nachteilig bei diesem vorbekannten Stand der Technik ist die hohe zu bearbeitende Datenmenge.

Aus der Fotogrammmetrie sind Vorrichtungen bekannt die mehrere Kameras verwenden. So beschreiben Wenzel et al. (International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XXXIX-B5, 2012; DOI: 10.5194/isprsarchives-XXXIX-B5-133-2012) ein Multi-Kamerasystem zur Generierung von 3-Dimensionalen Modellen, wobei das System eine Hauptkamera zur Aufnahme großflächiger Bilder und Hilfskameras für die Detailaufnahmen aufweist. Nachteilig an diesem System ist, dass es für kleinstrukturierte hochdetaillierte Aufnahmen ausgelegt ist.

Die Patentschrift EP 2277 130 B1 offenbart ein Verfahren zum Aufnehmen von Bildern von einer oder mehreren bewegten Plattformen zur Fernerkundung eines großen Bereiches, bei dem Übersichtsbilder und Detailbilder aufgenommen werden und so, über eine Bündelblockausgleichung und unter Verwendung von identifizierten Bildpunkten in den Übersichtsbildern und den Detailbildern, detaillierte Orthomosaikbilder aus der Photogrammetrischen Berechnung der Detailbilder erzeugt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass die Innen- und Außenorientierung unter Verwendung von identifizierten Bildpunkten in den Übersichtsbildern und den Detailbildern erfolgt, was einen hohen Rechenaufwand erfordert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Flächenkartierung bereitzustellen, durch die die Nachtteile des Standes der Technik überwunden werden. Die Erfindung und ihre Vorteile

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flächenkartierung, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , und das erfindungsgemäße Verfahren zur Flächenkartierung, mit den Merkmalen des Anspruchs 14, haben demgegenüber den Vorteil, dass die Vorrichtung zur Flächenkartierung aus einem Gerüst besteht, an dem eine Hauptkamera und/oder ein Hauptsensor ebenso wie mindestens zwei Hilfskameras und/oder Hilfssensoren befestigt sind, wobei die Hauptkamera und/oder der Hauptsensor ebenso wie die mindestens zwei Hilfskameras und/oder Hilfssensoren einen definierten Kamerafußabdruck am Boden und eine definierte Bildbodenauflösung haben, wobei der Kamerafußabdruck der Hilfskameras und/oder Hilfssensoren am Boden kleiner ist als der Kamerafußabdruck der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors am Boden und mindestens teilweise innerhalb dessen liegt und die Bildbodenauflösung der Hilfskameras und/oder Hilfssensoren größer ist als die Bildbodenauflösung der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors, und die Hilfskameras und/oder Hilfssensoren so ausgerichtet sind, dass durch die Hilfskameras und/oder Hilfssensoren erzeugte Bilder mindestens teilweise überlappen und die Vorrichtung zur Flächenkartierung mindestens einen GNSS-Empfänger (globale Navigationssatellitensystem) und einen Auslösemechanismus aufweist, wobei der GNSS-Empfänger, die Hauptkamera und/oder der Hauptsensor und die mindestens zwei Hilfskameras und/oder Hilfssensoren an den Auslösemechanismus gekoppelt sind, wodurch eine schnellere Erstellung von hochaufgelösten, georeferenzierten Bildern von Flächen ermöglicht und wodurch eine gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik höhere Flächenleistung erreicht wird. Denkbar wäre es, dass mindestens eine Hilfskamera eine gängige Industriekamera ist. Denkbar wäre es ebenfalls, dass die Hauptkamera und/oder der Hauptsensor und/oder mindestens eine Hilfskamera und/oder mindestens ein Hilfssensor beweglich am Gerüst befestigt sind. Demnach weiterhin denkbar wäre es, dass eine Schwenk- und/oder Drehbewegung ausgeführt werden kann, so dass mindestens eine Kamera und/oder mindestens ein Sensor einzeln oder gemeinsam mit mindestens einer anderen Kamera und/oder einem anderen Sensor bewegt wird. Schließlich wäre es auch denkbar, dass diese Bewegung mit einer Fernsteuerung manuell und/oder automatisch und gleichzeitig und/oder zeitlich versetzt durchgeführt werden kann. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung sind die Hilfskameras und/oder Hilfssensoren so ausgerichtet, dass das durch eine Hilfskamera und/oder einen Hilfssensor erzeugte Bild an mindestens einer Kante mit dem durch eine andere Hilfskamera und/oder einen anderen Hilfssensor erzeugten Bild überlappt und an einer Kante, bei der es nicht mit dem erzeugten Bild einer anderen Hilfskamera und/oder eines anderen Hilfssensors überlappt, an das durch eine andere Hilfskamera und/oder einen anderen Hilfssensor aufgenommene Bild anschließt oder an die Kante der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors grenzt.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung sind die Hilfskameras und/oder Hilfssensoren so ausgerichtet, dass die Überlappung der erzeugten Bilder gering ist.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung sind die Hilfskameras und/oder Hilfssensoren so ausgerichtet, dass die Überlappung der erzeugten Bilder kleiner als 10 % und/oder größer als 1 % ist, bevorzugt größer als 5 % ist.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung ist der Kamerafußabdruck der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors am Boden größer als 5 % der Summe der Kamerafußabdrücke der Hilfskameras und/oder Hilfssensoren am Boden. Weiterhin denkbar wäre es, dass der Kamerafußabdruck der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors am Boden größer als 10%, bevorzugt größer als 50 %, insbesondere bevorzugt größer als 70 % der Summe der Kamerafußabdrücke der Hilfskameras und/oder Hilfssensoren am Boden ist.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flächenkartierung mindestens einen IMU-Sensor auf.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung löst der Auslösemechanismus gleichzeitig oder definiert zeitlich versetzt die Hauptkamera und/oder den Hauptsensor und die mindestens zwei Hilfskameras und/oder Hilfssensoren aus.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung bestimmt der Auslösemechanismus gleichzeitig oder definiert zeitlich versetzt eine exakte Position der Vorrichtung über mindestens einen GNSS-Empfänger und/oder Daten zur Rotation der Vorrichtung über mindestens einen IMU-Sensor und dokumentiert diese.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung ist der GNSS-Empfänger ein GPS-, GLONASS-, GALILEO und/oder BEIDOU-Empfänger. Denkbar ist auch, dass die Positionsdaten über Stan- dard-GNSS-Signale und -antennen oder durch Real-Time-Kinematik oder Differentiel- les-GNSS, oder vergleichbare Verfahren, erfasst werden.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flächenkartierung mindestens ein Befestigungsmittel zur Befestigung an einem bemannten oder unbemannten Flugobjekt, wie einem Flugzeug, einem Hubschrauber oder einer Drohne, und/oder einer Führung, wie einer Schiene, auf. Weiterhin denkbar wäre es, dass das Gesamtgewicht der Vorrichtung unter 5 kg liegt, wodurch der Transport mit einem unbemannten Flugobjekt, wie einer Drohne, ermöglicht ist. Denkbar ist es auch, dass das Befestigungsmittel beweglich ist und so die Aufnahmevorrichtung in beliebige Richtungen geschwenkt und/oder gedreht werden kann. Weiterhin denkbar ist es, dass dieses Schwenken und/oder Drehen durch eine Fernsteuerung manuell und/oder automatisch gesteuert werden kann.

Nach einer zusätzlich vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flächenkartierung mindestens ein bewegliches Verbindungselement auf, wobei das bewegliche Verbindungselement das Gerüst und mindestens ein Befestigungsmittel zur Befestigung an einem bemannten oder unbemannten Flugobjekt, wie einem Flugzeug, einem Hub- schrauber oder einer Drohne, und/oder einer Führung, wie einer Schiene, einem Seilzug oder dergleichen, verbindet. Denkbar wäre es, dass das bewegliche Verbindungelement ein Scharnier ist, welches an einem Rahmen befestigt ist, der an beispielsweise dem Gimbal einer Drohne mittels eines Befestigungsmittels montiert ist. Weiterhin denkbar wäre es, dass ein Piezoaktor und/oder ein Motor am Rahmen befestigt sind, die das Scharnier bewegen und so die Vorrichtung und damit die Kameras und/oder Sensoren kippen. Diesbezüglich ist es weiterhin denkbar, dass die Bewegung manuell und/oder automatisch gesteuert und/oder ferngesteuert ist.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flächenkartierung eine zweite Hauptkamera und/oder einen zweiten Hauptsensor auf. Denkbar ist es auch, dass die zweite Hauptkamera und/oder der zweite Hauptsensor so ausgerichtet ist, dass ein von ihr bzw. ihm aufgenommener Bildbereich mindestens teilweise mit einem von der ersten Hauptkamera und/oder dem ersten Hauptsensor aufgenommenen Bildbereich überlappt oder an diesen angrenzt und einen anderen Blickwinkel aufweist. Weiterhin denkbar wäre es, dass die Überlappung der Bildbereiche mindestens 50 % beträgt. Ebenfalls denkbar wäre es, dass bei mehreren Hauptkameras und/oder Hauptsensoren diese jeweils unterschiedliche Blickwinkel und Überlappungsbereiche aufweisen.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Flächenkartierung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flächenkartierung mindestens ein Speichermodul, mindestens eine Sendevorrichtung und/oder mindestens ein Datenverarbeitungsmodul auf. Denkbar wäre es, dass die mindestens eine Sendevorrichtung ein Bluetooth-Sender, ein Funksender und/oder ein Datenkabel ist. Weiterhin denkbar wäre es, dass das Datenverarbeitungsmodul ein Single Board Computer (SBC) oder eine ähnlich kleine Recheneinheit für edge-computing ist, wodurch die erfassten Bilder beispielsweise direkt auf der Drohne verarbeitet werden können und bereits vorprozessierte Daten und gar Datenendprodukte wie Orthomosaikbilder oder ausgewertete Daten beispielsweise in Form von Applikationskarten oder Vegetationskarten von der Aufnahmeeinheit erstellt werden können. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird mittels eines Auslösemechanismus einer Aufnahmevorrichtung gleichzeitig oder definiert zeitlich versetzt eine Hauptkamera und/oder ein Hauptsensor ebenso wie mindestens zwei Hilfskameras und/oder Hilfssensoren ausgelöst, wobei die Hauptkamera und/oder der Hauptsensor ebenso wie die mindestens zwei Hilfskameras und/oder Hilfssensoren einen definierten Kamerafußabdruck am Boden und eine definierte Bildbodenauflösung haben, wobei der Kamerafußabdruck der Hilfskameras und/oder Hilfssensoren am Boden kleiner ist als der Kamerafußabdruck der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors am Boden und mindestens teilweise innerhalb dessen liegt und die Bildbodenauflösung der Hilfskameras und/oder Hilfssensoren größer ist als die Bildbodenauflösung der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors, und die Hilfskameras und/oder Hilfssensoren so ausgerichtet sind, dass durch die Hilfskameras und/oder Hilfssensoren erzeugte Bilder mindestens teilweise überlappen, so dass aus den Bildern der Hilfskameras und/oder Hilfssensoren, das Bild der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors zusammengesetzt werden kann und gleichzeitig Daten zur Position und Rotation der Aufnahmevorrichtung exakt bestimmt werden und die aufgenommenen Bilder durch die ermittelten Daten zur Position und Rotation der Aufnahmevorrichtung mindestens teilweise georeferenziert und der Auslösemechanismus mehrmals hintereinander ausgelöst wird und so hintereinander mehrere Aufnahmen von mindestens einer Kamera gemacht werden.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird die Aufnahmevorrichtung in einer Bewegungsrichtung bewegt.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird der Auslösemechanismus mehrfach so ausgelöst, dass die aufgenommenen Bilder der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors in der Bewegungsrichtung überlappen.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung beträgt die Überlappung der aufgenommenen Bilder der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors in Bewegungsrichtung weniger als 80 % und/oder mehr als 30 %.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung überlappt ein nachfolgend aufgenommenes Bild der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors, wenn vorher bereits ein Bild mit der Hauptkamera und/oder dem Hauptsensor seitlich versetzt aufgenommen wurde, mit diesem zumindest teilweise.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung beträgt die Überlappung des nachfolgend aufgenommenen Bildes der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors mit dem seitlich versetzt aufgenommen Bild der Hauptkamera und/oder des Hauptsensor mehr als 20 %. Denkbar wäre es auch, dass die Überlappung mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 60 % beträgt.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird die Aufnahmevorrichtung während der Bewegung in Bewegungsrichtung relativ zur Bewegungsrichtung gekippt, gedreht und/oder geschwenkt. Denkbar wäre es, dass die Kipp, Dreh- oder Schwenkbewegung manuell und/oder automatisch gesteuert und/oder ferngesteuert wird.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung werden die aufgenommenen Bilder durch die ermittelten Daten zur Position und Rotation der Aufnahmevorrichtung georeferenziert.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird aus den aufgenommenen Bildern der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors über fotogrammetrische Berechnungen ein Orthomosaikbild erzeugt. Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird das Orthomosaikbild mittels der Positionsdaten ge- oreferenziert. Denkbar wäre es, dass die Georeferenzierung des Orthomosaikbildes durch die Structure-from-Motion-Technik (SfM-Technik) erfolgt. Denkbar wäre es, dass eine Korrektur des GNSS-Fehlers erfolgt. Weiterhin denkbar wäre es, dass die Genauigkeit der erfassten GNSS-Positionen der Einzelbilder durch den im Rahmen der photogrammetrischen Auswertung durchgeführten Bündelblockausgleich erhöht werden kann.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung erfolgt die Georeferenzierung der aufgenommenen Bilder der Hilfskameras und/oder Hilfssensoren basierend auf einer Kalibrierung der Ausrichtung der Hilfskameras und/oder Hilfssensoren relativ zur Hauptkamera und/oder zum Hauptsensor und den georeferenzierten Bildern der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors und/oder dem georeferenzierten Orthomosaikbild der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird die Kalibrierung durch Einmesen der Kamerafußabdrücke der ausgerichteten Hilfskameras und/oder Hilfssensoren im Kamerafußabdruck der Hauptkamera und/oder des Hauptsensors durchgeführt.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird aus den aufgenommenen Bildern der Hilfskameras und/oder Hilfssensoren über fotogrammetrische Berechnungen ein Orthomosaikbild oder eine georeferenzierte Karte der ausgewerteten Daten erzeugt.

Nach einer diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird das durch die Hilfskameras und oder Hilfssensoren erzeugte Orthomosaikbild durch Vergleich mit dem durch die Hauptkamera und/oder den Hauptsensor erzeugten georeferenzierten Orthomosaikbild georeferenziert. Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung stammen die Positionsdaten von einem GNSS-Empfänger und/oder Passpunkten.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird die Aufnahmevorrichtung von einem bemannten oder unbemannten Flugobjekt, wie einem Flugzeug, einem Hubschrauber und/oder einer Drohne, oder entlang einer Führung, wie einer Schiene, einem Seilzug oder dergleichen, bewegt. Denkbar ist es auch, dass mindestens zwei Aufnahmevorrichtungen gleichzeitig von einem bemannten oder unbemannten Flugobjekt, wie einem Flugzeug, einem Hubschrauber und/oder einer Drohne, oder entlang einer Führung, wie einer Schiene, einem Seilzug oder dergleichen, bewegt werden. Weiterhin denkbar wäre es, dass die Drohne eine Tragflächendrohne ist.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung stammen die Positionsdaten von einem GNSS-Empfänger, der an der Aufnahmevorrichtung und/oder dem Flugzeug, dem Hubschrauber, der Drohne oder der Führung angebracht ist.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung werden die generierten Daten und/oder Bilder nach der Erfassung auf mindestens einem Speichermodul gesichert und/oder über mindestens eine Sendevorrichtung an mindestens einen externen Datenspeicher übermittelt.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird die Auswertung der georeferenzierten Orthomosaikbilder oder Einzelbilder mittels trainierter künstlicher Intelligenz (Kl) durchgeführt. Denkbar wäre es, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Beprobung, Vermessung und/oder Überwachung in der Land- und/oder Forstwirtschaft eingesetzt wird, insbesondere zur Beobachtung von Krankheits- und Schädlingsbefall, Unkrautbesatz, Pflanzengesundheit, zur Zählung von Pflanzen, zur Erfassung der Vegetationsdichte und von Wildschäden und/oder zum Monitoring. Weiterhin denkbar wäre auch, dass Unkräuter in den georeferenzierten Orthomosaikbildern identifiziert und kartiert werden und nachfolgend Herbizidapplikationskarten für Feldspritzen aus diesen erstellt werden. Ferner denkbar wäre auch, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Vermessung, Inspektion und/oder Begutachtung von Industrieanlagen, Tagebauen, Baustellen, Bahn- und/oder Stromtrassen, oder auch zur Überwachung von Gaspipelines eingesetzt wird.

Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Flächenkartierung wird als Aufnahmevorrichtung eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 verwendet.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen entnehmbar.

Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Gegenstands sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Flächenkartierung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, gemäß Fig. 1 , bei einem definierten Bodenabstand verwendeten Überlappungen der Kamerafußabdrücke der Hilfskameras am Boden und den Kamerafußabdruck der Hauptkamera und

Fig. 3 eine Aufsicht der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, gemäß Fig. 1 , verwendeten Überlappungen der Kamerafußabdrücke am Boden und den Kamerafußabdruck der Hauptkamera. Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Flächenkartierung mit einer Hauptkamera 2 und Hilfskameras 3, wobei eine Blickrichtung 4 der Hauptkamera 2 und Blickrichtungen 5 der Hilfskameras 3 ersichtlich sind. Die Hauptkamera 2 und die Hilfskameras 3 sind an einem nicht dargestellten Gerüst befestigt. Denkbar wäre es, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit mindestens einem Befestigungsmittel an einer Drohne befestigt und von dieser bewegt wird.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht von im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 , gemäß Fig. 1 , bei einem definierten Bodenabstand 6 verwendeten Überlappungen 7 der Kamerafußabdrücke 8 der Hilfskameras 3 am Boden und den Kamerafußabdruck 9 der Hauptkamera 2, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel der Kamerafußabdruck 9 der Hauptkamera 2 dergestalt dargestellt ist, dass die Summe der Kamerafußabdrücke 8 der Hilfskameras 3 am Boden mit diesem übereinstimmt. Bevorzugt stimmt die Summe der Kamerafußabdrücke 8 der Hilfskameras 3 am Boden mit diesem nur teilweise überein. Die Hauptkamera 2 und die Hilfskameras 3 sind an einem nicht dargestellten Gerüst befestigt.

Eine bevorzugte Bewegungsrichtung der Vorrichtung 1 in der hier dargestellten Ausführungsform ist orthogonal zur langen Seite des dargestellten Kamerafußabdrucks 9 der Hauptkamera 2. Die in Fig. 2 dargestellte seitliche Überlappung 7 der Kamerafußabdrücke 8 der Hilfskameras 3 füllt dabei seitlich den Kamerafußabdruck 9 der Hauptkamera 2 vollständig aus.

Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 beispielsweise in die bevorzugte Bewegungsrichtung bewegt und mehrfach hintereinander der Auslösemechanismus ausgelöst entstehen Bilder die den Kamerafußabdruck 9 der Hauptkamera 2 wiedergeben, wobei der Versatz der Bilder und damit die Überlappung der Bilder in Bewegungsrichtung davon abhängig sind, wie schnell die Vorrichtung 1 bewegt wird. Wird dann parallel zur Auslösung der Hauptkamera 2 die Position und Rotation der Vorrichtung 1 bestimmt, kann aus der Zusammenschau mehrerer aufgenommener Bilder der Hauptkamera 2 und den Positionsdaten der einzelnen Bilder über fotogrammetrische Berechnungen ein georeferenziertes Orthomosaikbild erstellt werden, welches bei entsprechendem Bodenabstand 6 jedoch keine hohe Bildbodenauflösung aufweist. Sofern in diesem Fall gleichzeitig oder zeitlich versetzt mit der Hauptkamera 2 die Hilfskameras 3 ausgelöst und hochaufgelöste Bilder mit deutlich kleinerem Kamerafußabdruck 8 am Boden aufgenommen wurden, können diese hochaufgelösten Bilder, wenn der Kamerafußabdruck 8 der Hilfskameras 3 zuvor im Kamerafußabdruck 9 der Hauptkamera 2 eingemessen wurde, an Hand des mit der Hauptkamera 2 erzeugten georeferenzierten Orthomosaikbildes der Hilfskameras 3 ebenfalls georeferenziert werden. Zur Kartierung einer großen Fläche könnte beispielsweise eine Drohne die Vorrichtung 1 in einer vorher programmierten Bahn über die Fläche tragen, sodass diese abgerastert wird. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 im erfindungsgemäßen Verfahren kann eine große Fläche hochaufgelöst in deutlich geringerer Zeit abgebildet und georeferenziert werden, als dies durch den aktuellen Stand der Technik möglich wäre. Durch die Verwendung mehrerer Hilfskameras 3 mit kleinem Kamerafußabdruck 8 am Boden, aber hoher Bildbodenauflösung kann die Gesamtauflösung der georeferenzierten Orthomosaikbilder bis zum maximalen Auflösevermögen der einzelnen Hilfskameras 3 gesteigert werden und ein Kompromiss zwischen Bildbodenauflösung und Flächenleistung bzw. Dauer ist nicht mehr notwendig, wodurch insgesamt die Zeit zur Erstellung von hochaufgelösten, georeferenzierten Flächenaufnahmen deutlich verringert wird. Eine weitere Erhöhung der Flächenleistung kann beispielsweise durch die gleichzeitige Verwendung von mehreren Vorrichtungen 1 erreicht werden, die parallel angeordnet sind. Beispielsweise könnten so in hochaufgelösten, georeferenzierten Flächenaufnahmen von Landwirtschaftlichen Nutzflächen durch einen Algorithmus Unkräuter identifiziert und kartiert werden, um im Anschluss daran Herbizidapplikationskarten zu erstellen. Zur Korrektur der Fluggeschwindigkeit oder zu Vermeidung stark verwackelten Bildern während der Aufnahme könnte in einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens im Sinne eines Bewegungsausgleichs die Aufnahmevorrichfung beispielsweise gekippt werden, sodass sich die Blickrichtung 4 der Hauptkamera 2 und die Blickrichtungen 5 der Hilfskameras 3 so ändern, dass der Kamerafußabdruck 9 der Hauptkamera 2 am Boden und die Kamerafußabdrücke 8 der Hilfskameras 3 nicht verändern. Darüber hinaus wäre es ebenfalls möglich die Bewegungskorrektur über digitale Verfahren, wie das Verfahren der Time Delayed Integration (TDI) oder Forward Motion Compensation (FMC), zu erreichen. Fig. 3 zeigt eine Aufsicht der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 , gemäß Fig. 1 , verwendeten Überlappungen 7 der Kamerafußabdrücke 8 der Hilfskameras 3 am Boden und den Kamerafußabdruck 9 der Hauptkamera 2.

Alle hier dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszahlenliste

1 Vorrichtung

2 Hauptkamera

3 Hilfskamera

4 Blickrichtung (Hauptkamera)

5 Blickrichtung (Hilfskamera)

6 Bodenabstand

7 Überlappung

8 Kamerafußabdruck (Hilfskamera)

9 Kamerafußabdruck (Hauptkamera)