Terrestrische Laserscanner

Wie Laserscanner meine Prozesse optimieren:

Die Laserscanner dienen der schnellen, berührungslosen und vollständigen Erfassung komplexer Geometrien. Diese neue Technologie ersetzt immer mehr klassische Aufmaßmethoden. Maßgebend für die Einsatzgebiete ist die Hardware der verschiedenen 3D-Laserscanner und das physikalische Funktionsprinzip der am Markt befindlichen Laserscanning-Systeme.

 

Welche Anwendungsbereiche gibt es?

Immer mehr Branchen entdecken die Vorzüge des Laserscannings für sich.
Typische Anwendungsbereiche sind:

  • Architektur & BIM
  • Anlagenplanung
  • Denkmalschutz
  • Handwerk
  • Hoch- & Tiefbau
  • Forensik
  • Vermessungswesen

Häufig wird das 3D-Laserscanning beispielsweise von Architekten und Holzbaukunden in Kombination mit SEMA, Pytha, Vectorworks, Allplan, ArchiCAD und Revit genutzt. Ingenieurbüros für Anlagenplanung arbeiten häufig mit Plant3D, MicroStation und SolidWorks. Bei Vermessungsbüros, sowie im Bereich Hoch- und Tiefbau werden die Daten häufig mit AutoCAD und GeoGraf verwendet. Ein stetig wachsendes Feld ist derzeit Public Safety und Forensik. 

Anwendungsbereiche

 

Funktionsweise der Laserscanner

Laserscanner sind berührungslos messende Systeme, die auf Basis von Laserlicht arbeiten. Der Laserscanner-Sensor sendet einen Laserstrahl aus, welcher von der Umgebung reflektiert und wieder von der Empfangsoptik des Laserscanners aufgenommen wird. In den Geräten kommen zwei Messverfahren zum Einsatz: das Impulslaufzeitverfahren und das Phasenvergleichsverfahren. Man unterscheidet deshalb die Laserscanner in die Gruppen der Puls- und Phasen-Laserscanner. Systeme mit kombinierten Verfahren sind auch am Markt vertreten. Jedes Verfahren weist spezielle Vorteile auf, die es für bestimmte Anwendungen prädestiniert.

 

Impulslaufzeitverfahren

Impulslaufzeitverfahren

Beim Impulslaufzeitverfahren werden Messimpulse auf einer Trägerwelle modelliert und die Zeit zwischen Entsendung und Empfang vom Laserscanner gemessen. Aus der Laufzeit lässt sich die Strecke ableiten. Vorteile beim Impulslaufzeitverfahren sind die großen Reichweiten und die größere Augensicherheit dieser Laserscanner. Dementsprechend liegen die Stärken der Puls-Laserscanner im Messen langer Strecken.

 

Phasenvergleichsverfahren

Phasenvergleichsverfahren

Beim Phasenvergleichsverfahren werden vom Laserscanner ausgesandte Wellen mit unterschiedlicher Wellenlänge miteinander verglichen und über die Phasenverschiebung wird die Wegstrecke ermittelt. Vorteile des Phasenvergleichsverfahrens sind die sehr hohe Messgeschwindigkeit, die höhere Genauigkeit im Nahbereich und die Auflösung. Das Verfahren eignet sich besonders für die Erfassung komplexer zusammenhängender Geometrien bei begrenzter Reichweite.

 

Welcher Scanner nutzt welches Verfahren?

Verfahren der Scanner

 

Farbige Punktwolken

Zusätzlich können auch farbige Laserscanner-Aufnahmen gemacht werden. Dazu werden durch eine interne oder externe Kamera Bilder erstellt und auf die vom Scanner erzeugte Punktwolke gerechnet. Dabei wird jedem gemessenen Punkt, welcher durch x, y und z räumlich definiert ist, die Farbinformation (RGB) zugewiesen. Die Qualität der Ergebnisse hängt von der Aufnahmekonfiguration und der Kamerakalibrierung ab. Bei Laserscannern mit externer Kamera sind die Aufnahmezentren der Kamera und des Laserscanners nicht identisch. Diese Abweichung muss mechanisch oder rechnerisch korrigiert werden. Andere Laserscanner haben die Kamera im Strahlengang des Lasers verbaut.

 

Herstellerübersicht

ArtecFaroLeicaRieglTeledyne OptechTopconTrimbleZoller+Fröhlich

 

Beispielprojekt:

Scanning einer Villa im Kanton Tessin für ein Sanierungskonzept & einen virtuellen Rundgang

Vor einiger Zeit hatten wir eine besondere Scanning-Schulung bei angenehmem spätsommerlichen Wetter im wunderschönen Tessin (Schweiz).
Mit der dreitätigen Schulung hatte uns Herr Tobias Jörn von der homebase2 GmbH aus Zürich/Hannover beauftragt. Ziel war es, eine herrschaftliche Villa aus dem frühen 20. Jahrhundert und den umliegenden, prachtvollen Garten dreidimensional zu erfassen. 

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