3D Fahrzeugmodelle aus handelsüblicher Digitalkamera

Neben der klassischen 2D-Monobildauswertung erstellen wir aus geeigneten Digitalfotos handelsüblicher Kameras maßstäbliche 3D-Modelle verunfallter Fahrzeuge, z.B. um Form- und Kontaktspuren zuverlässig auch hinsichtlich der wahren Größen zu erfassen. Das oben angezeigte 3D-Fahrzeugmodell wurde mit dieser Technik erstellt. Sie können das Modell mit der Maus und dem Mausrad beliebig drehen und zoomen.

In dem vorstehenden Video wird das Ergebnis einer 3D-Modellerstellung nach der Auswertung der eingereichten Digitalfotos einer normalen 2D-Kamera dargestellt. Auch Handyfotos sind grundsätzlich geeignet. Aus den Lichtbildern erstellen wir Punktwolken und/oder vermeshte Modelle, die in die üblichen Unfallrekonstruktionsprogramme eingelesen und dort weiter verarbeitet werden.

Im Umfeld der Analyse und Rekonstruktion von Straßenverkehrsunfällen sind die Techniken der Photogrammetrie keine unbekannten Größen und werden nach wie vor gerne eingesetzt um Orthofotos, also eine Ansicht aus der Vogelperspektive, zu erstellen oder um z.B. Teilbereiche einer Kontakt- oder Formspur für eine Plausibiltätsanalyse maßstäblich zu entzerren. Dieses Rekonstruktionsverfahren kann -eine ausreichende Anzahl digitaler Fotos einer x-beliebigen Kamera vorausgesetzt- auch für 3D-Darstellungen bzw. Modellbildungen verwendet werden, nachdem aus den Fotomerkmalen die Abbildungseigenschaften der Digitalkamera bestimmt wurden.

Auch wenn mit diesem Verfahren Punktwolken hoher Dichte wie beim Laserscanning erzeugt werden, handelt es sich nicht um einen Scan. Hier werden die Methoden der 3D-Photogrammetrie angewendet, also einem Rekonstruktionsverfahren zur Rückgewinnung geometrischer Objektinformationen anhand von Fotos aus unterschiedlichen Blickwinkeln mittels der SFM-Technik (Structure from Motion). SFM verfolgt markante Punkte (Tracking-Punkte) auf der Objektoberfläche und erkennt diese in den verschiedenen Perspektiven einer Bilderfolge - damit kann (unter Auswertung der EXIF-Daten) auf die Kameraposition zurückgerechnet werden. Es werden die bei der Aufnahme geltenden Abbildungsgesetze rekonstruiert.

Eine grafische Darstellung der gefundenen und zugeordneten Punkte aus zwei ausgewerteten Digitalbildern mit der SFM-Technik innerhalb des GNU lizenzierten Programms ColMap zeigt der nachfolgende Screenshot:


3D Photogrammetrie

So ist eine Punktorientierung und Berechnung im 3D-Raum möglich. Mit diesem Verfahren sind oft deutlich besser aufgelöste Oberflächendetails als bei einem Scan möglich, weil die Oberfläche bzw. die Textur über die Fotos gleich mitkommt!

Beispiel Punktwolkendichte und Auflösung der Oberfläche (nach Auswertung der Digitalfotos einer handelsüblichen Kamera):



Die 3D-Rekonstruktion aus 2D Digital-Kamerafotos kann mit aufgelegter Textur in geeignete Programme oder als Punktwolke nach PCC importiert und skaliert werden.



3D Rekonstruktion aus Kamerafotos

Photogrammetrische Bildauswertung

Zur Online Entzerrung

Fahrzeugüberlagerung

 

Bei der technischen Auswertung von Verkehrsunfällen sind die Bewegungsrichtungen der Fahrzeuge vor der Kollision, die Abläufe während der Kollision und die Bewegungen und Rotationen nach der Kollision wichtige Bezugsgrößen. Häufig kann eine Klärung der näheren Umstände, die zur Kollision geführt haben, nur noch nach Aktenlage - manchmal erst Monate und Jahre nach dem Vorfall erfolgen. Dann sind die beteiligten Fahrzeuge nicht mehr verfügbar oder längst repariert und alle verwertbaren Spuren an der Unfallstelle nicht mehr vorhanden.

Im Zeitalter der digitalen (Handy-) Fotografie stehen jedoch meist noch Lichtbilder der beschädigten Fahrzeuge und der Unfallstelle zur Verfügung. Diese Fotos können photogrammetrisch ausgewertet werden, sobald mindestens 4 Punkte in einer Ebene (Kanaldeckel, Fahrbahnmarkierungen, Bordsteine etc.) auf den Fotos dokumentiert sind, die mit ihren tatsächlichen Abmessungen noch an der ursprünglichen Unfallstelle ermittelt werden können. Damit wird es möglich für eine spätere Auswertung z.B. Bremsspurlängen oder Endstellungen der Fahrzeuge hinreichend genau zu erfassen.

Herr Kneifel hat in seiner gemeinsamen Diplomarbeit mit Herrn Deppe bereits 1979 ein Verfahren entwickelt, mit dem erstmals solche Lichtbilder unter Verwendung eines Computers ausgewertet werden konnten. Diese Monobildauswertung auf der Basis von 4 Referenzpunkten wurde u.a. 1983 in der ADAC-Motorwelt vorgestellt (s. Leiste links).

Das war in der Praxis eine erhebliche Erleichterung und Zeitersparnis im Verhältnis zu der bis dahin manuellen Methode mittels Linealen und Zeichenstift. Die Eingabe der Referenzpunkte und Auswertung der gesuchten Bildpunkte erfolgte erstmals mit einem Digitalisierer, der die gesuchten Bildpunkte durch Antippen mit einem Stift zur Berechnung an einen Computer weitergab. Seit u.a. in Nordrhein-Westfalen dieses Verfahren für die polizeiliche Unfallaufnahme und Unfallskizzenerstellung - jetzt unter dem Namen Monobild NRW - eingesetzt wird, ist diese Methode wieder im Fokus und trägt entscheidend zu einer besseren Datenqualität bei der Verkehrsunfallrekonstruktion bei. Im Ingenieurbüro Kneifel sind erprobte Softwarelösungen im Einsatz, um diese Fotos optimal auszuwerten und vorhandene Auswertungen hinsichtlich ihrer Genauigkeit zu überprüfen.

Bei dem auf dieser Seite abgebildeten grünen Golf waren zur Zuordnung der Kontaktzonen mit dem Unfallgegner die Ausbildung und die Lage der Anstreifschäden an den Türen relevant. Das Fahrzeug stand jedoch im später aktuellen Zivilprozess nicht mehr zur Verfügung, so dass mit photogrammetrischen Verfahren aus den Lichtbildern in einem vorliegenden Schadensgutachten, dass der Kläger richtigerweise zur Beweissicherung beauftragt hatte, die Kontaktzonen auf ein baugleiches Fahrzeug übertragen und vermessen werden konnte. Ohne die Einholung des Schadengutachtens in Verbindung mit der photogrammetrischen Auswertung hätte der Kläger seinen Vortrag zum Unfallhergang nicht beweisen können.

Die photogrammetrische Entzerrung der Spurenlage an dem VW Golf wurde mit einer Software aus dem Buch 'Unfallrekonstruktion' vorgenommen. Käufer dieses Fachbuches erhalten die von Wolfgang Hugemann programmierte Lösung kostenlos. Mehrbildaufnahmen können mit hoher Genauigkeit mit der Software Photomodeler entzerrt werden. Dazu sind mindestens zwei Fotos erforderlich, auf denen gleiche Punkte erkennbar sind, die zugeordnet werden können. Diese Methode ist dann zu favorisieren, wenn die Referenzpunkte nicht in einer Ebene liegen.

Liegen mindestens 4 bekannte Punkte in einer Ebene können Sie hier kostenlos online eine Entzerrung Ihres Fotos vornehmen.

Zur Online Entzerrung

 

Bitte lesen Sie die auf der folgenden Seite beschriebene Anleitung. Zur Entzerrung müssen Sie die auf dem Foto erkennbaren Referenzpunkte (wie die im Beispiel links in der ADAC-Veröffentlichung markierten 4 Punkte) gegeneinander sowie eine Diagonale an der Unfallstelle vermessen. Bei den von der Polizei mit dem 'Monobild-NRW'-Verfahren angefertigten Fotos ist das immer der Fall.