AT523547B1

AT523547B1 - Anordnung zur Erstellung eines Modells einer Szene

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Publication number: AT523547B1
Application number: ATA50147/2020A
Authority: AT
Original assignee: Ait Austrian Inst Tech Gmbh
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-10-15
Also published as: AT523547A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (100) zur Erstellung eines Modells (B) einer Szene umfassend - eine Trägervorrichtung (10), wobei auf der Trägervorrichtung (10) einer Mehrzahl von Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) angeordnet ist, wobei die Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) - sensitiv für unterschiedliche Arten von Messwerten (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) sind und/oder unterschiedliche Sensitivitäten aufweisen, und - zur gerichteten Erfassung von Messwerten (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) entlang von Sehstrahlen (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) ausgebildet sind, - eine Rotations- und Schwenkvorrichtung (2), wobei die Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) angetrieben ist und dazu ausgebildet ist, die Trägervorrichtung (10) schrittweise um eine Rotationsachse (21) zu drehen und/oder zu schwenken, und - eine mit den einzelnen Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) und der Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) verbundene Steuer- und Modellerstellungseinheit (4), wobei die Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, - die Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) zur schrittweisen Drehung und/oder Verschwenkung der Trägervorrichtung (10) anzusteuern, - die einzelnen Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) entsprechend der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) zur Erfassung von Messwerten (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) in Form von Momentaufnahmen (C) von Messwerten (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) anzusteuern, wobei der Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) die Messwerte (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) der einzelnen Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) zugeführt sind, - jedem Eintrag einer Matrix (A) jeweils Messwerte (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) die von den Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) erfasst wurden, oder gegebenenfalls davon abgeleitete Werte, entsprechend der Position, die sich aufgrund der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) zu deren jeweiligem Aufnahmezeitpunkt (t1, ..., tn) ergibt, zuzuordnen und - ein, insbesondere eine Anzahl von Schichten (S1, ..., Sm) umfassendes, Modell (B) basierend auf der Matrix (A) zu erstellen, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass ausgewählte Schichten (S1, ..., Sm) des Modells (B) jeweils einem Sensor (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) zugeordnet sind.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erstellung eines Modells einer Szene gemäß Patentanspruch 1.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Anordnungen und Vorgehensweisen zur Erfassung und Speicherung räumlicher Informationen zur Verwendung beispielsweise in kriminaltechnischen Untersuchungen bekannt. In der Tatortsicherung werden beispielsweise unterschiedliche Methoden der optischen Datenerfassung, wie beispielsweise klassische Fotografien oder Videoaufzeichnungen, verwendet. Weiters ist es bekannt, aus Bildaufnahmen des Tatorts Modelle zu erstellen, was jedoch mit einem hohen Zeitaufwand für die Erfassung der Bildaufnahmen verbunden sind. Durch die digitale Erfassung ist es jedoch möglich, die aufgenommenen Daten über einen langen Zeitraum verfügbar zu halten.

[0003] Nachteil bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist, dass diese bei der Datenerfassung auf den Einsatz von optischen Informationsquellen, d.h. Bildaufnahmen, beschränkt sind und weitere, für die Ermittler relevante, Informationen getrennt davon erfasst und verwaltet werden. Zu diesen Informationen zählen beispielsweise organische Spuren, Fingerabdrücke oder Temperaturmuster, die im Nachhinein, beispielsweise bei der Rekonstruktion des Tathergangs, nur schwer konkreten Positionen am Tatort bzw. in den Aufnahmen oder Modellen des Tatorts zugeordnet werden können.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung bereitzustellen, die diesbezüglich Abhilfe schafft und es ermöglicht, ein Modell einer Szene, beispielsweise eines Tatorts, bereitzustellen, in dem verschiedenste Messwerte und andere Informationen gemeinsam exakt räumlich verortet sind.

[0005] Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Anordnung zur Erstellung eines Modells einer Szene mit den Merkmalen von Patentanspruch 1. Erfindungsgemäß sind dabei vorgesehen: - eine Trägervorrichtung, wobei auf der Trägervorrichtung einer Mehrzahl von Sensoren angeordnet ist, wobei die Sensoren - sensitiv für unterschiedliche Arten von Messwerten sind und/oder unterschiedliche Sensitivitäten aufweisen, und - zur gerichteten Erfassung von Messwerten entlang von Sehstrahlen ausgebildet sind, - eine Rotations- und Schwenkvorrichtung, wobei die Rotations- und Schwenkvorrichtung angetrieben ist und dazu ausgebildet ist, die Trägervorrichtung schrittweise um eine Rotationsachse zu drehen und/oder zu schwenken, und - eine mit den einzelnen Sensoren und der Rotations- und Schwenkvorrichtung verbundene Steuer- und Modellerstellungseinheit, wobei die Steuer- und Modellerstellungseinheit dazu ausgebildet ist, - die Rotations- und Schwenkvorrichtung zur schrittweisen Drehung und/oder Verschwenkung der Trägervorrichtung anzusteuern, - die einzelnen Sensoren entsprechend der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung zur Erfassung von Messwerten in Form von Momentaufnahmen von Messwerten anzusteuern, wobei der Steuer- und Modellerstellungseinheit die Messwerte der einzelnen Sensoren zugeführt sind, - Jedem Eintrag einer Matrix jeweils Messwerte, die von den Sensoren erfasst wurden, oder gegebenenfalls davon abgeleitete Werte, entsprechend der Position, die sich aufgrund der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung zu deren jeweiligem Aufnahmezeitpunkt ergibt, zuzuordnen und - ein, insbesondere eine Anzahl von Schichten umfassendes, Modell basierend auf der Matrix zu erstellen, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass jede der Schichten des Modells jeweils einem Sensor zugeordnet ist.

[0006] Eine derartige Anordnung ermöglicht vorteilhafterweise eine systematische, automatisierte Erfassung der Szene, beispielsweise eines Tatorts oder einer archäologischen Grabungs-

stätte, wobei Daten von verschiedensten Sensoren, die auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien beruhen können, erfasst werden. Durch die Erstellung eines Modells, in dem die erfassten Messwerte von der Steuer- und Verarbeitungseinheit hinterlegt werden, sind die unterschiedlichen Informationen strukturiert gespeichert und räumlich exakt in der Szene verortet, Sodass eine genaue Analyse der Daten auch zu einem in der Zukunft liegenden Zeitpunkt möglich ist. Weiters ist es durch diese Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung vorteilhafterweise möglich, jederzeit neue Sensoren einfach und nahtlos in die Anordnung zu integrieren.

[0007] Unter der Matrix wird im Folgenden eine bandförmige Matrix verstanden, die die Form eines Zylindermantels aufweist. Die Eintragung in die Matrix erfolgt entsprechend der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung, d.h. die jeweilige Eintragung in die Matrix wird an einer Position in Drehrichtung vorgenommen, die sich aus der Position des jeweiligen Sensors und einem vom Drehwinkel der Rotations- und Schwenkvorrichtung abhängigen Wert, der mit der Anzahl der Einträge der Matrix in Umlaufrichtung korrespondiert, ergibt.

[0008] Jedes Element der Matrix stellt z.B. einen Vektor dar, dessen Anzahl an Elementen der Anzahl an Sensoren entspricht. Ein daraus abgeleitetes Modell kann eine Anzahl an Schichten aufweisen, die der Anzahl an Sensoren entspricht, sowie z.B. zumindest eine weitere Schicht, die z.B. extern bereitgestellte Daten und Informationen enthält.

[0009] Eine besonders rechenleistungssparende Erstellung des Modells kann erzielt werden, wenn die Steuer- und Modellerstellungseinheit dazu ausgebildet ist, für die Zuordnung der einzelnen von den Messwerte der Momentaufnahmen, oder gegebenenfalls davon abgeleiteter Werte, zu Einträgen der Matrix, insbesondere der jeweiligen Schicht, eine Abbildungsvorschrift vorzugeben, die für alle Momentaufnahmen gleich ist.

[0010] Unter der Vorgabe einer Abbildungsvorschrift, die für alle Momentaufnahmen gleich ist, wird im Folgenden verstanden, dass eine Abbildungsvorschrift von der Steuer- und Modellerstellungseinheit vorgegeben wird, die nur entsprechend der Position, die sich aufgrund der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung zu deren jeweiligem Aufnahmezeitpunkt ergibt, angepasst werden braucht, um die in der jeweiligen Momentaufnahme enthaltenen Messwerte Zeilen- und Spaltenpositionen zuzuordnen. Auf diese Weise können Zeit und Rechenleistung eingespart werden, da die Zuordnung zur Zeilen- und Spaltenpositionen der Matrix nicht laufend neu ermittelt werden braucht.

[0011] Eine besonders exakte Vermessung einer zu untersuchenden Szene kann erzielt werden, wenn die Anordnung eine, insbesondere mit der Steuer- und Modellerstellungseinheit verbundene, Höhenverstellvorrichtung umfasst, wobei die Höhenverstellvorrichtung dazu ausgebildet ist, Insbesondere nach Ansteuerung durch die Steuer- und Modellerstellungseinheit, die Höhenposition der Trägervorrichtung mit den Sensoren relativ zu einem Bezugspunkt, insbesondere relativ zum Boden der Szene, zu verändern, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Steuerund Modellerstellungseinheit dazu ausgebildet ist,

- bei der Übertragung der einzelnen Momentaufnahmen der Sensoren auf die Matrix die Hö-

henposition der Sensoren zu berücksichtigen und

- vorzugsweise diejenigen Messwerte in den einzelnen Momentaufnahmen zu detektieren

und einander zuzuordnen, die von demselben Sensor erstellt wurden und denselben Gegen-

standspunkt der Szene abbilden und die derart ermittelten Messwerte jeweils derselben Po-

sition in der Matrix zuzuordnen.

[0012] Eine besonders präzise Bestimmung der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung bei gleichzeitig konstruktiv einfachem Aufbau der Anordnung kann gewährleistet werden, wenn die Anordnung einen Magnetfeldsensor umfasst, wobei der Magnetfeldsensor derart ausgebildet und an der Anordnung befestigt ist, dass mittels des Magnetfeldsensors die Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung bestimmbar ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Messwerte des Magnetfeldsensors der Steuer- und Verarbeitungseinheit zugeführt sind.

[0013] Eine besonders einfache Verortung der Messwerte der einzelnen Sensoren zueinander kann gewährleistet werden, wenn die Sehstrahlen der einzelnen Sensoren und/oder die Verlän-

gerungen der Sehstrahlen der einzelnen Sensoren einander im Wesentlichen in einem gemeinsamen Brennpunkt schneiden, und dass dieser gemeinsame Brennpunkt auf der Rotationsachse liegt.

[0014] Eine besonders einfache und exakte Möglichkeit zur Dokumentation des visuellen Eindrucks der zu untersuchenden Szene kann bereitgestellt werden, wenn einer der auf der Trägervorrichtung angeordneten Sensoren eine Bildaufnahmeeinheit ist.

[0015] Eine besonders einfache Möglichkeit zur Erstellung einer dreidimensionalen Rekonstruktion der zu untersuchenden Szene kann bereitgestellt werden, wenn die Anordnung zumindest eine, mit der Steuer- und Modellerstellungseinheit verbundene, weitere Bildaufnahmeeinheit umfasst, wobei die zumindest eine weitere Bildaufnahmeeinheit auf der Trägervorrichtung derart angeordnet ist, dass deren Sehstrahlen in einem weiteren, insbesondere vom gemeinsamen Brennpunkt verschiedenen, vorzugsweise auf der Rotationsachse liegenden, Brennpunkt zusammentreffen, wobei die von der weiteren Bildaufnahmeeinheit erstellten Aufnahmen der Steuerund Modellerstellungseinheit zugeführt sind, und dass die Steuer- und Modellerstellungseinheit dazu ausgebildet ist, - die weitere Bildaufnahmeeinheit zur Erfassung von Aufnahmen anzusteuern, - Abstandsinformationen aus den einzelnen Aufnahmen der weiteren Bildaufnahmeeinheit und den Messwerten, insbesondere Aufnahmen, von zumindest einem Sensor, der vorzugsweise die gleiche Sensitivität aufweist wie die weitere Bildaufnahmeeinheit, zu ermitteln und - die jeweilige Abstandsinformation den einzelnen Momentaufnahmen und den Einträgen der Matrix zuzuordnen.

[0016] Eine rechnerisch besonders einfach umzusetzende Variante zur Erstellung eines dreidimensionalen Modells der zu untersuchenden Szene kann bereitgestellt werden, wenn die Steuerund Modellerstellungseinheit dazu ausgebildet ist, diejenigen Bildpunkte in den, von der weiteren Bildaufnahmeeinheit und von dem zumindest einen Sensor erstellten, Aufnahmen zu detektieren und einander zuzuordnen, die denselben Gegenstandspunkt der Szene abbilden und die Abstandsinformation auf Grundlage der einander derart zugeordneten Bildpunkte durch Triangulation zu ermitteln.

[0017] Eine besonders kompakte und einfach aufgebaute Anordnung kann bereitgestellt werden, wenn die Trägervorrichtung, und insbesondere die Rotations- und Schwenkvorrichtung und/oder die Höhenverstellvorrichtung, auf einem Stativ angeordnet ist.

[0018] Eine erfindungsgemäße Anordnung, mit der einfach und zuverlässig Szenen untersucht werden können, deren Betreten beispielsweise mit einem erheblichen Gefahrenpotential oder Gesundheitsrisiko für Personen verbunden wären, kann bereitgestellt werden, wenn die Trägervorrichtung, und insbesondere die Rotations- und Schwenkvorrichtung und/oder die Höhenverstellvorrichtung, auf einem autonomen Fahrzeug angeordnet ist. Mit einer derartig ausgestalteten Anordnung ist es beispielsweise möglich, zerstörte Bereiche eines Atomkraftwerks aufzunehmen, die aufgrund eines Reaktorunfalls radioaktiv verstrahlt sind, sodass ein Betreten durch Personen nicht erforderlich ist, um die Zerstörung zu untersuchen.

[0019] Eine Erfassung von Szenen, die besonders weitläufig sind oder in für Personen unzugänglichen Gebieten liegen, kann bereitgestellt werden, wenn die Trägervorrichtung auf einem unbemannten Luftfahrzeug angeordnet ist, wobei das unbemannte Luftfahrzeug die Funktion der Rotations- und Schwenkvorrichtung, und gegebenenfalls der Höhenverstellvorrichtung, zumindest teilweise übernimmt. Ein derartiges unbemanntes Luftfahrzeug wird englisch auch als UAV - unmanned aerial vehicle - bezeichnet. Mit einer derartig ausgestalteten Anordnung können beispielsweise Lawinenkegel oder von Murenabgängen betroffene Gebiete erfasst werden, ohne dass sich dafür Personen in Gefahr begeben müssen.

[0020] Um auch zusätzliche Informationen, die nicht von den Sensoren auf der Trägervorrichtung der Anordnung erfasst wurden, auf besonders einfache Weise in das Modell der Szene aufnehmen zu können, kann vorgesehen sein, dass die Steuer- und Modellerstellungseinheit dazu ausgebildet ist, zusätzlich zu den durch gerichtete Erfassung durch die Sensoren ermittelten Mess-

werten, zur Verfügung gestellte ungerichtete Informationen, die, insbesondere extern, ohne Zuordnung zu einem Sehstrahl ermittelt wurden, dem Modell, insbesondere ausgewählten Einträgen der Matrix, hinzuzufügen. Eine derartig ausgestaltete Anordnung kann beispielsweise im Zusammenhang mit Tatortermittlungen bzw. der Tatortdokumentation besonders vorteilhaft sein, da auch zusätzliche Informationen wie Fingerabdrücke, organische Spuren oder Temperaturmessungen dem Modell hinzugefügt werden können, sodass diese später räumlich genau verortet zur Verfügung stehen und nicht separat, ohne genaue Verortung, beispielsweise in einem Papierakt abgelegt werden brauchen.

[0021] Um auf besonders einfache und zuverlässige Weise nachvollziehen zu können, ob Messwerte und/oder externe Daten des Modells nachträglich verfälscht worden sind, kann vorgesehen sein, dass die Steuer- und Modellerstellungseinheit dazu ausgebildet ist, jedem einzelnen von den einzelnen Sensoren erfassten Messwert und/oder dem Modell, insbesondere jedem Eintrag der Matrix, bei deren und/oder dessen Erstellung eine eindeutige Kennung zuzuordnen.

[0022] Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.

[0023] Besonders vorteilhafte, aber nicht einschränkend zu verstehende Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen schematisch dargestellt und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben.

[0024] Im Folgenden zeigen schematisch: [0025] Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung,

[0026] Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel der Trägervorrichtung der Anordnung aus Fig. 1 mit fünf darauf angeordneten Sensoren,

[0027] Fig. 3 die Sensorfelder der Sensoren aus Fig. 2 bei der Erstellung einer Momentaufnahme,

[0028] Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel eines mit der Anordnung aus Fig. 1 und 2 erstellten Modells,

[0029] Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung.

[0030] Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Anordnung 100 beispielhaft anhand eines Tatorts, an dem eine Straftat begangen wurde, als zu untersuchende Szene beschrieben. Dieses Beispiel einer zu untersuchenden Szene ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen und eine erfindungsgemäße Anordnung 100 kann auch zur Erstellung eines Modells einer beliebigen anderen Szene eingesetzt werden. Als Beispiel hierfür sei der Einsatz in einem Katastrophengebiet nach z.B. Erdbeben oder Muren etc. bei der Suche nach Opfern genannt.

[0031] Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 100 zur Erstellung eines Modells B einer zu untersuchenden Szene. Wie in Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich ist, umfasst die Anordnung 100 eine Trägervorrichtung 10, auf der im gezeigten Ausführungsbeispiel fünf Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e angeordnet sind. Die Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e sind dabei für unterschiedliche Arten von Messwerten 13a, 13b, 13c, 13d, 13e sensitiv oder weisen unterschiedliche Sensitivitäten für dieselbe Art von Messwert auf. Die Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e sind zur gerichteten Erfassung von Messwerten 13a, 13b, 13c, 13d, 13e entlang von Sehstrahlen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e ausgebildet, wie dies schematisch in Fig. 2 dargestellt ist und worauf im Folgenden noch näher eingegangen wird. Die Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e können beispielsweise auf unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien beruhen oder beispielsweise für elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen sensitiv sein, d.h. unterschiedliche Sensitivität aufweisen.

[0032] Wie im ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 schematisch angedeutet ist, handelt es sich beim Sensor 1b um eine Bildaufnahmeeinheit, die Abbilder der Szene erstellt. Bei den übrigen Sensoren 1a, 1c, 1d, 1e handelt es sich im Ausführungsbeispiel in Fig. 1 um einen Infrarotsensor,

einen UV-Sensor, einen Ultraschallsensor und einen Laserdistanzmesser. Die angeführten Sensortypen sind jedoch beispielhaft zu verstehen.

[0033] Die Anordnung 100 umfasst in Fig. 1 weiters eine Rotations- und Schwenkvorrichtung 2, die angetrieben ist, beispielsweise von einem Schrittmotor, sodass die Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 die Trägervorrichtung 10 schrittweise um eine Rotationsachse 21 dreht und/oder schwenkt. Ein derartiger Schrittmotor ermöglicht vorteilhafterweise eine präzise Drehung der Trägervorrichtung 10 um einen festlegbaren Winkel, womit die Rotationsbewegung an die Aufnahmegeschwindigkeit der Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e angepasst werden kann. Die Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 ist im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel als kombinierte Vorrichtung ausgebildet, es können jedoch auch getrennte Vorrichtungen für das Rotieren und das Schwenken der Trägervorrichtung 10 vorgesehen sein.

[0034] Die Anordnung 100 umfasst im ersten Ausführungsbeispiel weiters eine Steuer- und Modellerstellungseinheit 4, die mit den einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e sowie der Rotationsund Schwenkvorrichtung 2 verbunden ist und die Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 gezielt zur Drehung bzw. Verschwenkung der Trägervorrichtung 10 ansteuert. Die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 ist dabei beispielsweise wie in Fig. 1 über Kabelverbindungen mit den einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e und der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 verbunden. Alternativ dazu kann diese Verbindung aber auch beispielsweise als Funkverbindung hergestellt sein.

[0035] Die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 steuert weiters die einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e dazu an, in einzelnen Drehstellungen, insbesondere nach jedem n-ten Schritt der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e zu erfassen. Diese Erfassung der Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e geschieht in Form von Momentaufnahmen C von Messwerten und diese Momentaufnahmen C bzw. die darin enthaltenen Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e der einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e sind der Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 zugeführt.

[0036] Die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 kann, wie im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel kombiniert die Steuer- und Modellerstellungsfunktion übernehmen. Alternativ dazu ist es möglich, die Ansteuerung der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2, der Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e und ggf. der Höhenverstellvorrichtung 3 getrennt von der Modellerstellung umzusetzen. Für die Ansteuerung kann vorteilhafterweise ein kompakter und robuster Kleinstcomputer, beispielsweise ein Ein-Chip-System, eingesetzt werden, während für im Folgenden noch näher beschriebene Erstellung eines Modells B eine Einheit mit größerer Rechenleistung zum Einsatz kommen kann.

[0037] Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die erfindungsgemäße Anordnung 100 aus Fig. 1. Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, schneiden im gezeigten Ausführungsbeispiel die Sehstrahlen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e der Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e bzw. deren Verlängerungen in Richtung des Zentrums der Trägervorrichtung 10 einander in einem gemeinsamen Brennpunkt 6. Im ersten Ausführungsbeispiel liegt dieser gemeinsame Brennpunkt 6 auf der Rotationsachse 21 der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2.

[0038] Es ist jedoch keinesfalls zwingend erforderlich, dass die Sehstrahlen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e der einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e einander schneiden, oder dass der gemeinsame Brennpunkt 6 mit der Rotationsachse 21 zusammenfällt. Die Relativpositionen bzw. die Ausrichtungen der einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e und zueinander deren individuelle Aufnahmebereiche können bei der weiteren Verarbeitung der Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e der einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e beispielsweise auch rechnerisch von der Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 berücksichtigt werden.

[0039] Im ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 100 ist die Trägervorrichtung 10 als Platte mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet. Dies ist jedoch ebenfalls nicht zwingend erforderlich und die Trägervorrichtung 10 kann eine beliebige andere Form bzw. Querschnittsfläche aufweisen, solange darauf Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e montiert werden können. Weiters ist die Anzahl der Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e im Ausführungsbeispiel in Fig. 2

beispielhaft zu verstehen und eine erfindungsgemäße Anordnung 100 kann mehr oder weniger als fünf Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e umfassen.

[0040] Die Anordnung 100 umfasst im ersten Ausführungsbeispiel weiters eine Höhenverstellvorrichtung 3, die im Ausführungsbeispiel ebenfalls mit der Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 verbunden ist. Die Höhenverstellvorrichtung 3 verändert im ersten Ausführungsbeispiel nach Ansteuerung durch die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 die Höhenposition der Trägervorrichtung 10 relativ zu einem Bezugspunkt. Im ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich beim Bezugspunkt um den Boden der Szene. Eine derartige Höhenverstellvorrichtung 3 ist jedoch optional bei einer erfindungsgemäßen Anordnung 100 und ein Modell B einer zu untersuchenden Szene kann auch zuverlässig ohne eine derartige Höhenverstellvorrichtung 3 erstellt werden.

[0041] Im ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Anordnung 100 ein Stativ 8, auf dem die Trägervorrichtung 10 sowie die Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 und die Höhenverstellvorrichtung 3 angeordnet sind. Ein derartiges Stativ 8 ist besonders vorteilhaft, da es ortsfest in der aufzunehmenden Szene angeordnet werden kann und erschütterungsresistent ist, was für die Qualität der erfassten Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e und weitere Verarbeitung der Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e der einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e besonders vorteilhaft ist.

[0042] Wird nun eine derartige Anordnung 100 in einer abzubildenden Szene, beispielsweise einem Tatort eines Verbrechens, platziert, wird die Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 zur Erstellung einer vollständigen Rundumaufnahme der Szene von der Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 angesteuert, die Trägervorrichtung 10 mit den Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e schrittweise um 360° um die Rotationsachse 21 zu drehen. Auf diese Weise wird die Szene schrittweise in einem Bereich, der dem Aufnahmebereich 12a, 12b, 12c, 12d, 12e der einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e entspricht, rundherum, d.h. in einem Bereich von 360° um die Rotationsachse 21, aufgenommen.

[0043] Da der Aufnahmebereich 12a, 12b, 12c, 12d, 12e der einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e eine vertikal begrenzte Erstreckung hat, kann die Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 die Trägervorrichtung 10 auch verschwenken, um in einer weiteren 360°-Rotation um die Rotationsachse 21 weitere Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e der Szene aufzunehmen. Während eines Messvorgangs, d.h. während die Trägervorrichtung 10 eine z.B. 360°-Rotation ausführt, wird die Trägervorrichtung 10 jedoch nicht verschwenkt. Das heißt, die Trägervorrichtung 10 wird im Rahmen einer Messung z.B. um 360 Grad gedreht aber nicht verschwenkt d.h. nicht gekippt. Das Einstellen des Kippwinkels erfolgt vor dem jeweiligen Messvorgang und wird während der Messung nicht verändert.

[0044] Während die Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 die Trägervorrichtung 10 schrittweise um 360° um die Rotationsachse 21 dreht, steuert die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 die einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e nach jedem x-ten Schritt der Rotations- und Schwenkvorrichtung beispielsweise nach fünf Schritten, wenn ein Schritt einer Drehung um 1° entspricht, zur Erfassung von Messwerten 13a, 13b, 13c, 13d, 13e in Form von Momentaufnahmen C an. Um wie viele Schritte sich die Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 gedreht hat bzw. um welchen Winkelbereich sich die Trägervorrichtung 10 gedreht hat, wenn die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 das Signal zur Erstellung von Messwerten 13a, 13b, 13c, 13d, 13e an die Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e übermittelt, kann in Abhängigkeit davon gewählt werden, welche UÜberlappung die von demselben Sensor 1a, 1b, 1c, 1d, 1e stammenden Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e im erstellten Modell B aufweisen sollen.

[0045] Die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 erstellt anschließend ein Modell B basierend auf einer z.B. zweidimensionalen Matrix A. Dieses Modell B kann, wie im Ausführungsbeispiel in Fig. 4, eine Vielzahl an Schichten S-+, ..., Sm aufweisen, deren Zeilen- und Spaltenanzahl der zweidimensionalen Matrix A entspricht. Beispielsweise kann für die Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e jedes einzelnen Sensors 1a, 1b, 1c, 1d, 1e und/oder für zusätzlich zur Verfügung gestellte Daten jeweils eine eigene Schicht S+, ..., Sm im Modell B erstellt werden. Ein derartiges Modell B kann beispielsweise m Schichten aufweisen, wobei z.B. m-1 die Anzahl an Sensoren

angibt und z.B. eine zusätzliche Schicht für externe Daten wie GPS-Daten, Temperatur, Luftdruck, oder Messwerten von Gassensoren, Laborberichte etc. vorgesehen ist.

[0046] Die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 ordnet dazu jedem Eintrag der Matrix A jeweils derartige zusätzlich zur Verfügung gestellte Daten oder von den Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e erfasste Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e zu. Dazu gibt die Steuer- und Verarbeitungseinheit 4 die zweidimensionale Matrix A beispielsweise entsprechend von Gradpositionen oder Koordinaten in der Szene vor, in die die einzelnen Momentaufnahmen C bzw. die darin enthaltenen Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, die zu den einzelnen Aufnahmezeitpunkten t;, ..., ta von den Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e erstellt wurden, gemappt, d.h. abgebildet, werden. Optional können anstelle der aufgenommenen Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e auch davon abgeleitete Werte wie beispielsweise interpolierte oder gemittelte Werte den Einträgen der Matrix A oder gegebenenfalls die entsprechende Schicht S-;, ..., Sm des Modells B zugeordnet werden. Im Ausführungsbeispiel in Fig. 4 sind fünf Schichten Sa, ..., Se des Modells B, die jeweils die Messwerte eines der Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e enthalten, schematisch angedeutet.

[0047] Die einzelnen, von den jeweiligen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e erstellten, Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e der Momentaufnahmen C werden in die zweidimensionale Matrix A übertragen, wobei diese Abbildungsvorschrift bzw. dieses Mapping bei allen Momentaufnahmen C gleich ist und nur entsprechend der Position, die aufgrund der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 zum Aufnahmezeitpunkt t;, ..., tn ergibt, angepasst werden braucht. Dies spart vorteilhafterweise Zeit und Rechenleistung, da nicht für jede Momentaufnahme C einzeln ermittelt werden braucht, wie die enthaltenen Messwerte in die Matrix A zu übertragen sind.

[0048] Für die Zuordnung werden z.B. die Position des jeweiligen Sensors 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, die Position der Trägervorrichtung 10 bzw. der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 und gegebenenfalls Winkelfunktionen und Distanzdaten genutzt werden. Diese Vorgehensweise ermöglich eine gezielte Zuordnung der einzelnen Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e zu Zeilen- und Spaltenpositionen, was die Übertragung in die Zeilen und Spalten der zweidimensionalen Matrix A besonders einfach macht.

[0049] Wie in Fig. 1 ersichtlich ist, ist im ersten Ausführungsbeispiel ein Magnetfeldsensor 5 an der Trägervorrichtung 10 angeordnet, der die exakte Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 und somit der Trägervorrichtung 10 feststellt und an die Steuer- und Verarbeitungseinheit 4 übermittelt.

[0050] Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Ausrichtung der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 und somit der Trägervorrichtung 10 mittels z.B. Funkpunkten und Triangulierung bestimmt werden. Dies kann besonders vorteilhaft sein, wenn bei Vorherrschen von starken Magnetfeldern in beispielsweise Kraftwerken ein Magnetfeldsensor nicht eingesetzt werden kann.

[0051] Auf diese Weise kann die Steuer- und Verarbeitungseinheit 4 die Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 bei der Übertragung der gerasterten, d.h. Zeilen- und Spaltenpositionen zugeordneten, Messwerte 13’a, 13’b, 13’c, 13’d, 13’e in die Matrix A besonders exakt berücksichtigen.

[0052] Die Übertragung der gerasterten Messwerte 13’a, 13’b, 13’c, 13’d, 13’e in die Matrix A bzw. die entsprechende Schicht S3, ..., Se des Modells B kann dabei jeweils unmittelbar nach der Erstellung einer jeweiligen Momentaufnahme C, d.h. unmittelbar nach der Aufnahme der Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e erfolgen oder zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt. Optional können auch die von den einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e ermittelten Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e der Momentaufnahmen C zunächst sensorweise zwischengespeichert werden und anschließend sensorweise der Matrix A bzw. basierend auf der Matrix A der jeweiligen Schicht Sa; ..., Sm des Modells B zugeordnet werden.

[0053] So können beispielsweise die einzelnen während einer Messung bzw. eines Messvorgangs ermittelten Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d der einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e in die Matrix A übertragen werden. Jedes Element der Matrix A kann als ein Vektor mit x Elementen betrachtet werden. Jedes erste Element entspricht dabei beispielsweise dem durch Sensor 1a

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ermittelten Messwert 13a, jedes zweite Element jenem von Sensor 1b etc. Die Elemente der Vektoren der Matrix A können als Schichten S verstanden werden wobei die jeweils ersten Elemente der Vektoren die erste Schicht Sa darstellen, die jeweils zweiten Elemente der Vektoren die zweite Schicht Sy etc. Beispielsweise nach einer jeweiligen Messung kann die Matrix A in ein Einzelmodell der jeweiligen einzelnen Messung mit x + 1 Schichten S überführt werden, wobei x der Anzahl an Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e entspricht und die zusätzliche Schicht externe Informationen beinhalten kann. Mehrere solcher Einzelmodelle einzelner Messungen können in ein Modell B zusammengefasst werden. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise eine besonders umfassende Darstellung der relevanten Räumlichkeiten ermöglicht werden.

[0054] Weitere Vorgehensweisen zur Zuordnung von Messwerten zu Einträgen einer Matrix (A) bzw. eines Modells basierend auf einer Matrix (A), sind z.B. in Bahador Khaleghi, Alaa Khamis, Fakhreddine O. Karray, Saiedeh N. Razavi, Multisensor data fusion: A review of the state-of-theart, Information Fusion 14 (2013), Seite 28-44 oder unter https://de.wikipedia.org/wiki/Multi-Sensor_Data_Fusion, zuletzt aufgerufen am 5. Februar 2020, beschrieben.

[0055] Ist wie im ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 eine Höhenverstellvorrichtung 3 vorhanden, können auch z.B. fünf Messdurchgänge durchgeführt werden, bei denen jeweils Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e entsprechend der jeweiligen Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 mit allen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e erfasst werden und entsprechend der jeweiligen Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 in das Modell B einfließen. Die Höhenverstellvorrichtung 3 ist in diesem Zusammenhang besonders vorteilhaft, da an einem Aufstellungspunkt des Stativs 8 mehrere Messreihen z.B. relativ zum Boden der Szene gesehen in verschiedenen Abständen bzw. Höhen erfasst werden können.

[0056] Die Matrix A kann in diesem Zusammenhang mit einer beliebigen Zeilen- und Spaltenanzahl vorgegeben oder bei Bedarf erweitert werden. Wie in Fig. 4 angedeutet, können also eine beliebige Anzahl von Messdurchgängen in verschiedenen Höhen in das Modell B einfließen. Dies bedeutet, dass das Modell B auf Grundlage einer vielfachen Durchführung von Messdurchgängen, beispielsweise in unterschiedlichem Abstand zum Boden der Szene, erstellt werden kann.

[0057] Die Steuer- und Verarbeitungseinheit 4 kann in diesem Zusammenhang optional diejenigen Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e in den einzelnen, in verschiedenen Höhen erstellten, Momentaufnahmen C detektieren und einander zuordnen, die von demselben Sensor 1a, 1b, 1c, 1d, 1e erstellt wurden und denselben Gegenstandspunkt der Szene abbilden und diese Messwerte jeweils derselben Position in der Matrix A zuzuordnen und gegebenenfalls einen Mittelwert daraus bilden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn einander die vom jeweiligen Sensor 1a, 1b, 1c, 1d, 1e in verschiedenen Höhen erstellten Aufnahmen überlappen.

[0058] Dem Modell B insgesamt oder jeder Schicht S;, ..., Sm des Modells B einzeln können optional auch globale Daten wie der Aufnahmezeitpunkt t+, ..., tn, GPS-Koordinaten, Uhrzeit, Temperatur zum Aufnahmezeitpunkt t;, ..., tn, etc. zugeordnet werden.

[0059] Fig. 3 zeigt ein Beispiel einer derartigen Momentaufnahme Ct1 umfassend die Messwerte 13a,tı, 13b,t;, 13c,t1, 13d,t1, 13e,t1, die zum Aufnahmezeitpunkt t1 mit den Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e der Fig. 1 und 2 erstellt wurde. Wie in Fig. 3 ersichtlich ist, ist ein Bereich von 20° bis 190° mit einer einzelnen Momentaufnahme C abgedeckt.

[0060] Die einzelnen Aufnahmebereiche 12a, 12b, 12c, 12d, 12e der Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e weisen im ersten Ausführungsbeispiel verschiedene vertikale Erstreckung auf und überschneiden einander teilweise. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich und eine Übertragung der Momentaufnahmen C bzw. der Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e der einzelnen Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e in die Matrix A ist auch möglich, wenn sich die vertikalen Erstreckungen der Aufnahmebereiche 12a, 12b, 12c, 12d, 12e nicht voneinander unterscheiden und die Aufnahmebereiche 12a, 12b, 12c, 12d, 12e einander nicht überlappen.

[0061] Wird im gezeigten Ausführungsbeispiel die Trägervorrichtung 10 von der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 um fünf Schritte, d.h. um 5°, fortbewegt, wird abermals eine Momentaufnahme Ci nun zum Aufnahmezeitpunkt t, erstellt, die denselben Winkelbereich wie die Moment-

aufnahme CH abdeckt.

[0062] Die einzelnen Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e der Momentaufnahmen C aller Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e werden entsprechend der Position, die sich aufgrund der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 zum jeweiligen Aufnahmezeitpunkt t-, ..., t, ergibt, in die Matrix A übertragen und derart wird das Modell B der Szene erstellt.

[0063] Wie in Fig. 4 schematisch angedeutet ist, umfasst das Modell B im Ausführungsbeispiel eine Reihe von Schichten Sa, ..., Se. Die gerasterten, d.h. Zeilen- und Spaltenpositionen zugeordneten, Messwerte 13’a, 13’b, 13'°c, 13’d, 13'e der einzelnen Sensors 1a, 1b, 1c, 1d, 1e aus Momentaufnahmen C, die zu den einzelnen Aufnahmezeitpunkten t;, ..., tv erstellt wurden, werden im Ausführungsbeispiel in Fig. 4 jeweils in eine eigene Schicht Sa, ..., Se des Modells B eingetragen. In Fig. 4 sind beispielhaft als Einträge der einzelnen Schichten Sa, ..., Se des Modells B die gerasterten Messwerte 13’a,tı, 13’b,t4, 13’c,t4, 13’d,t4, 13e,t4, die zum Aufnahmezeitpunkt t4 mit den Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e der Fig. 1 und 2 erstellt wurden, schematisch dargestellt.

[0064] So ist in Fig. 4 schematisch die Schicht Sa des Modells B angedeutet, die die gerasterten Messwerte 13’a des Sensors 1a enthält, während z.B. die Schicht Se die gerasterten Messwerte 13’e des Sensors 1e enthält. Zur Verdeutlichung dieser Vorgehensweise sind in den einzelnen Schichten Sz, ..., Se Jeweils diejenigen gerasterten Messwerte 13’a, 13’b, 13’c, 13’d, 13'e des jeweiligen Sensors 1a, 1b, 1c, 1d, 1e gekennzeichnet, die zum Aufnahmezeitpunkt t erstellt wurden.

[0065] Die Eintragung der gerasterten Messwerte 13a, 13’b, 13’°c, 13’d, 13'e in die jeweilige Schicht Sa, ..., Se erfolgt jeweils entsprechend deren Zeilen- und Spaltenposition in der zweidimensionalen Matrix A entsprechend der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2. D.h. der jeweilige Messwert 13’a, 13’b, 13’c, 13’d, 13'e wird in der jeweiligen Schicht Sa, ..., Sa an derjenigen Position der Matrix A in Drehrichtung eingetragen, die sich z.B. aus der Position des jeweiligen Sensors 1a, 1b, 1c, 1d, 1e und einem vom Drehwinkel der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 oder der Trägevorrichtung 10 abhängigen Wert, der mit der Anzahl der Einträge der Matrix A in Umlaufrichtung korrespondiert, ergibt.

[0066] Ein derartiger Aufbau des Modells B ist besonders vorteilhaft, wenn beispielsweise der Tathergang vor Gericht virtuell rekonstruiert werden soll. In diesem Fall können die einzelnen Schichten Sa, ..., Sm des Modells B, beispielsweise die Aufnahmen des UV-Sensors der Anordnung 100 in Fig. 1, die organisches Material sichtbar machen, oder Wärmebildaufnahmen, die vom Infrarotsensor erstellt wurden, beispielsweise auf den Bildaufnahmen, die vom Sensor 1b erstellt wurden, eingeblendet werden, um genau erkennen zu können, an welcher Position in der Szene bzw. dem Tatort Spuren zu finden sind - beispielsweise auf welchen Gegenständen oder Möbeln.

[0067] In diesem Zusammenhang kann die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 optional extern erstellte Messwerte, Daten oder Informationen, die nicht von einem der Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e der Anordnung 100 erstellt wurden, in das Modell B einfügen. Bei derartigen Informationen kann es sich beispielsweise um Fingerabdrücke, Ergebnisse von DNS-Analysen, oder dgl. handeln, die an bestimmten Positionen am Tatort ermittelt oder beprobt wurden. Anhand dieser Positionen können derartige Daten von der Steuer- und Verarbeitungseinheit 4 in das Modell B, beispielsweise in eine eigene Schicht S, übernommen werden, die auf der optisch von z.B. der Bildaufnahmeeinheit 1b erfassten Schicht Sy beruht. Auf diese Weise kann der Laborbefund bezüglich z.B. eines DNS-Tests an der Stelle, an der die Probe genommen wurde, verankert werden.

[0068] Wie bereits zuvor erwähnt, können auch z.B. Uhrzeit, Temperatur- und Luftfeuchtigkeit gemeinsam mit der entsprechenden Schicht S oder zentral für das gesamte Modell B hinterlegt werden. Derartige aus den globalen Informationen der einzelnen Schichten S zusammen gestellten Daten des Modells B können, unabhängig von der jeweiligen Schicht S, jederzeit abgerufen werden.

[0069] Optional kann die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 jedem einzelnen der von den

Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e erfassten Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e und/oder jedem Eintrag der Matrix A bei deren Erstellung eine eindeutige Kennung zuzuordnen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 auch dem Modell B bei dessen Erstellung eine eindeutige Kennung zuzuordnen. Diese eindeutige Kennung, z.B. eine digitale Signatur, kann beispielsweise die Verwertbarkeit der erfassten Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e bzw. Einträge vor Gericht gewährleisten. Indem z.B. die erfassten Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e bzw. Einträge der Matrix A, sowie das abgeleitete Modell B bei der Erstellung signiert werden, kann eine nachträgliche Modifikation der Messwerte 13a, 13b, 13c, 13d, 13e bzw. der Einträge oder des Modells B sichtbar gemacht werden.

[0070] Dadurch, dass Daten, die von derselben Position in der Szene stammen, quasi deckungsgleich in verschiedenen Schichten S des Modells B hinterlegt werden, gibt es bei der Darstellung der Daten vorteilhafterweise die Möglichkeit, verschiedenste Datenquellen einander überlagernd darzustellen. Durch diese multidimensionale Datenerfassung bzw. -speicherung sind die erfassten Messwerte beispielsweise für Ermittler besonders einfach auswertbar und die erfassten Messwerte können auch zu einem beliebigen Zeitpunkt in der Zukunft analysiert und exakten Positionen am Tatort zugeordnet werden. Auch kann auf diese Weise die der Datenerfassung und Speicherung vollkommen transparent gestaltet werden, sodass z.B. eine Verwertbarkeit vor Gericht z.B. durch den Einsatz von digitalen Signaturen gewährleistet werden kann.

[0071] Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 100, deren Komponenten wie im ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind. Im zweiten Ausführungsbeispiel sind jedoch die Trägervorrichtung 10 mit den Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e sowie die Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 und eine Höhenverstellvorrichtung 3 auf einem autonomen Fahrzeug 9 angeordnet sind, das mittels einer Fernsteuerung 91 gesteuert werden kann. Ein derartiges autonomes Fahrzeug 9 ist beispielsweise besonders vorteilhaft, um ein Modell B für Szenen zu erstellen, die von Personen nicht betreten werden können, da diese radioaktiv verstrahlt sind oder dort große Hitze herrscht, wie beispielsweise in der Umgebung von Vulkankratern.

[0072] Wie in Fig. 5 ersichtlich ist, umfasst die Anordnung 100 im zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich eine weitere Bildaufnahmeeinheit 7, die wie die Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e die Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 und die Höhenverstellvorrichtung 3 mit einer Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 verbunden ist. Diese Verbindung ist im zweiten Ausführungsbeispiel über eine Funkverbindung hergestellt. Wie in Fig. 5 ersichtlich ist, ist die weitere Bildaufnahmeeinheit 7 höhenversetzt zu den Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, insbesondere dem Sensor 1b, der ebenfalls als Bildaufnahmeeinheit ausgebildet ist, an der Anordnung 100 angeordnet. Eine derartige Bildaufnahmeeinheit 7 kann selbstverständlich auch bei einer stationären Anordnung 100, die beispielsweise wie im ersten Ausführungsbeispiel ein Stativ 8 aufweist, vorgesehen sein.

[0073] Die Sehstrahlen der weiteren Bildaufnahmeeinheit 7 schneiden einander im zweiten Ausführungsbeispiel in einem weiteren Brennpunkt, der auf der Rotationsachse 21 liegt, Jedoch vom gemeinsamen Brennpunkt 6 verschieden ist. Diese geometrische Anordnung der Bildaufnahmeeinheiten zueinander ist jedoch keinesfalls zwingend erforderlich und eine rechnerische Berücksichtigung der Ausrichtung, der Relativposition und des Aufnahmebereichs der Bildaufnahmeeinheiten zueinander ist bei der Übertragung der Messwerte, bzw. davon abgeleiteten Werten, in die Matrix A bzw. das Modell B möglich.

[0074] Im zweiten Ausführungsbeispiel ist die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 vorteilhafterweise dazu ausgebildet, Abstandsinformationen aus den einzelnen Aufnahmen der weiteren Bildaufnahmeeinheit 7 und den Aufnahmen des Sensors 1b zu ermitteln, der ebenfalls als Bildaufnahmeeinheit ausgebildet ist, d.h. die gleiche Sensitivität aufweist wie die weitere Bildaufnahmeeinheit 7.

[0075] Dies wird im zweiten Ausführungsbeispiel dadurch erzielt, dass die Steuer- und Modellerstellungseinheit 4 diejenigen Bildpunkte in den Aufnahmen der weiteren Bildaufnahmeeinheit 7 und des Sensors 1b detektiert und einander zuordnet, die denselben Gegenstandspunkt der Szene abbilden. Auf Grundlage dieser einander zugeordneten Bildpunkte ermittelt die Steuer-

und Modellerstellungseinheit 4 schließlich die Abstandsinformationen durch Triangulation und ordnet diese den einzelnen Momentaufnahmen C und somit den Positionen in der zweidimensionalen Matrix A zu. Optional können auch Laserabstandsmessungen und/oder Ultraschallmessungen genutzt werden, um ein räumliches Abbild der Szene zu erhalten.

[0076] Eine erfindungsgemäße Trägervorrichtung 10 mit Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d, 1e kann optional auch, wie bereits zuvor erwähnt, auf einem unbemannten Luftfahrzeug, engl. UAV - unmanned aerial vehicle, angeordnet sein. In diesem Fall übernimmt das unbemannte Luftfahrzeug selbst teilweise die Funktion der Rotations- und Schwenkvorrichtung 2 bzw. der Höhenverstellvorrichtung 3, da das unbemannte Luftfahrzeug die Ausrichtung der Trägervorrichtung 10 durch Rotieren in einer horizontalen Ebene um die eigene Achse bzw. den Abstand der Trägervorrichtung 10 relativ zum Boden der Szene durch Variieren der Flughöhe verändern kann. Für ein Schwenken bzw. Kippen der Trägervorrichtung 10 kann das unbemannte Luftfahrzeug eine entsprechende Vorrichtung aufweisen, da das unbemannte Luftfahrzeug in einer Kippstellung keinen stabilen Standpunkt in der Luft einnehmen kann.

[0077] Mit einer derartigen Anordnung 100 können vorteilhafterweise großflächige Areale wie archäologische Grabungsstätten einfach erfasst und Modelle B der Grabungsstätten erstellt werden. Eine derartige Anordnung 100 ist auch besonders vorteilhaft, um beispielsweise Modelle B von Szenen zu erstellen, die unzugänglich für Personen und Fahrzeuge sind, wie beispielsweise Lawinenkegel oder von Murenabgängen betroffene Gebiete.

[0078] Durch die vielfältige Möglichkeit zur Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung 100 mit unterschiedlichsten Sensoren 1a, ..., 1e und die Möglichkeit zur Anordnung auf verschiedensten stationären Vorrichtungen oder mobilen Transportmitteln, kann eine erfindungsgemäße Anordnung 100 breiten Einsatz nicht nur im Rahmen der Tatortermittlung und Strafverfolgung, sondern auch in der Archäologie, im Zusammenhang mit der Wildbach- und Lawinenverbauung, aber auch beispielsweise im Rahmen der Naturbeobachtung oder zur Studie von Klimaveränderungen, finden.

Claims

Patentansprüche

1. Anordnung (100) zur Erstellung eines Modells (B) einer Szene umfassend - eine Trägervorrichtung (10), wobei auf der Trägervorrichtung (10) einer Mehrzahl von Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) angeordnet ist, wobei die Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) - sensitiv für unterschiedliche Arten von Messwerten (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) sind und/oder unterschiedliche Sensitivitäten aufweisen, und - zur gerichteten Erfassung von Messwerten (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) entlang von Sehstrahlen (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) ausgebildet sind, - eine Rotations- und Schwenkvorrichtung (2), wobei die Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) angetrieben ist und dazu ausgebildet ist, die Trägervorrichtung (10) schrittweise um eine Rotationsachse (21) zu drehen und/oder zu schwenken, und - eine mit den einzelnen Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) und der Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) verbundene Steuer- und Modellerstellungseinheit (4), wobei die Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, - die Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) zur schrittweisen Drehung und/oder Verschwenkung der Trägervorrichtung (10) anzusteuern, - die einzelnen Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) entsprechend der Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) zur Erfassung von Messwerten (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) in Form von Momentaufnahmen (C) von Messwerten (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) anzusteuern, wobei der Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) die Messwerte (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) der einzelnen Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) zugeführt sind, - Jedem Eintrag einer Matrix (A) jeweils Messwerte (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) die von den Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) erfasst wurden, oder gegebenenfalls davon abgeleitete Werte, entsprechend der Position, die sich aufgrund der Drehposition der Rotations- und

Schwenkvorrichtung (2) zu deren jeweiligem Aufnahmezeitpunkt (t, ..., tn) ergibt, ZUZUordnen und

- ein, insbesondere eine Anzahl von Schichten (S+1, ..., Sm) umfassendes, Modell (B) basierend auf der Matrix (A) zu erstellen,

wobei insbesondere vorgesehen ist, dass ausgewählte Schichten (S+, ..., Sm) des Mo-

dells (B) jeweils einem Sensor (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) zugeordnet sind.

2. Anordnung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, für die Zuordnung der einzelnen von den Messwerte (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) der Momentaufnahmen (C), oder gegebenenfalls davon abgeleiteter Werte, zu Einträgen der Matrix (A), insbesondere der jeweiligen Schicht (S-;, ..., Sm), eine Abbildungsvorschrift vorzugeben, die für alle Momentaufnahmen (C) gleich ist.

3. Anordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (100) eine, insbesondere mit der Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) verbundene, H6öhenverstellvorrichtung (3) umfasst, wobei die Höhenverstellvorrichtung (3) dazu ausgebildet ist, insbesondere nach Ansteuerung durch die Steuer- und Modellerstellungseinheit (4), die Höhenposition der Trägervorrichtung (10) mit den Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) relativ zu einem Bezugspunkt, insbesondere relativ zum Boden der Szene, zu verändern, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) dazu ausgebildet ist,

- bei der Übertragung der einzelnen Momentaufnahmen (C) der Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) auf die Matrix (A) die Höhenposition der Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) zu berücksichtigen und

- vorzugsweise diejenigen Messwerte (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) in den einzelnen Momentaufnahmen zu detektieren und einander zuzuordnen, die von demselben Sensor (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) erstellt wurden und denselben Gegenstandspunkt der Szene abbilden und die derart ermittelten Messwerte jeweils derselben Position in der Matrix (A) zuzuordnen.

4. Anordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (100) einen Magnetfeldsensor (5) umfasst, wobei der Magnetfeldsensor

10. 11.

12.

Österreichischer AT 523 547 B1 2021-10-15

(5) derart ausgebildet und an der Anordnung (100) befestigt ist, dass mittels des Magnetfeldsensors (5) die Drehposition der Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) bestimmbar ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Messwerte des Magnetfeldsensors (5) der Steuer- und Verarbeitungseinheit (4) zugeführt sind.

Anordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sehstrahlen (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) der einzelnen Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) und/oder die Verlängerungen der Sehstrahlen (11a, 11b, 11c, 11d, 11e) der einzelnen Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) einander im Wesentlichen in einem gemeinsamen Brennpunkt (6) schneiden, und dass dieser gemeinsame Brennpunkt (6) auf der Rotationsachse (21) liegt.

Anordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der auf der Trägervorrichtung (10) angeordneten Sensoren (1b) eine Bildaufnahmeeinheit ist.

Anordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (100) zumindest eine, mit der Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) verbundene, weitere Bildaufnahmeeinheit (7) umfasst, wobei die zumindest eine weitere Bildaufnahmeeinheit (7) auf der Trägervorrichtung (10) derart angeordnet ist, dass deren Sehstrahlen in einem weiteren, insbesondere vom gemeinsamen Brennpunkt (6) verschiedenen, vorzugsweise auf der Rotationsachse (21) liegenden, Brennpunkt zusammentreffen, wobei die von der weiteren Bildaufnahmeeinheit (7) erstellten Aufnahmen der Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) zugeführt sind, und dass die Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, - die weitere Bildaufnahmeeinheit (7) zur Erfassung von Aufnahmen anzusteuern, - Abstandsinformationen aus den einzelnen Aufnahmen der weiteren Bildaufnahmeeinheit (7) und den Messwerten, insbesondere Aufnahmen, von zumindest einem Sensor, der vorzugsweise die gleiche Sensitivität aufweist wie die weitere Bildaufnahmeeinheit (7), zu ermitteln und - die jeweilige Abstandsinformation den einzelnen Momentaufnahmen (C) und den Einträgen der Matrix (A) zuzuordnen.

Anordnung (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, diejenigen Bildpunkte in den, von der weiteren Bildaufnahmeeinheit (7) und von dem zumindest einen Sensor (1b) erstellten, Aufnahmen zu detektieren und einander zuzuordnen, die denselben Gegenstandspunkt der Szene abbilden und die Abstandsinformation auf Grundlage der einander derart zugeordneten Bildpunkte durch Triangulation zu ermitteln.

Anordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (10), und insbesondere die Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) und/oder die Höhenverstellvorrichtung (3), auf einem Stativ (8) angeordnet ist.

Anordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (10), und insbesondere die Rotations- und Schwenkvorrichtung (2) und/oder die Höhenverstellvorrichtung (3), auf einem autonomen Fahrzeug (9) angeordnet ist.

Anordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägervorrichtung (10) auf einem unbemannten Luftfahrzeug angeordnet ist, wobei das unbemannte Luftfahrzeug die Funktion der Rotations- und Schwenkvorrichtung (2), und gegebenenfalls der Höhenverstellvorrichtung (3), zumindest teilweise übernimmt.

Anordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, zusätzlich zu den durch gerichtete Erfassung durch die Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) ermittelten Messwerten (13a, 13b, 13c, 13d, 13e), zur Verfügung gestellte ungerichtete Informationen, die, insbesondere extern, ohne Zuordnung zu einem Sehstrahl ermittelt wurden, dem Modell (B), insbesondere ausgewählten Einträgen der Matrix (A), hinzuzufügen.

13. Anordnung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Modellerstellungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, jedem einzelnen von den einzelnen Sensoren (1a, 1b, 1c, 1d, 1e) erfassten Messwert (13a, 13b, 13c, 13d, 13e) und/oder dem Modell (B), insbesondere jedem Eintrag der Matrix (A), bei deren und/oder dessen Erstellung eine eindeutige Kennung zuzuordnen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen