3D-Messen und Vermessen mit einem Laserscanner
Herkömmliche Messung erfasst die Maße, die jemand zu nehmen beschlossen hat: eine Strecke, eine Höhe, einen Satz Koordinaten. Ein Laserscanner erfasst die Oberfläche — jedes Maß, das man daraus nehmen könnte, ob jemand daran gedacht hat oder nicht — und das Messen passiert nachträglich, am Modell.
Diese Seite ist der allgemeine Fall: was erfasst wird, wie genau bei welcher Entfernung, wie sich ein großer Standort von einem Bauteil unterscheidet, und welcher Scanner was übernimmt. Die Bergbau-Anwendungen sind von hier verlinkt.
Was bedeutet 3D-Messen mit einem Laserscanner?
Der Scanner erfasst die Oberfläche als Millionen gemessener Punkte, sodass jede Strecke, jedes Volumen und jeder Schnitt nachträglich aus dem Modell entnommen wird, bei genannter Entfernung.
Die Oberfläche, keine StichprobeMillionen Punkte pro Sekunde über alles im Sichtfeld.
Genauigkeit mit Entfernung1,9 mm bei 10 m vom Stativ; 0,1 mm bei 0,35–1,2 m von Hand. Die Entfernung ist Teil der Zahl.
Nachträglich gemessenJedes Maß, aus dem Modell entnommen, bei Bedarf Monate später.
Ohne BerührungVom Stativ bei 130 m oder von Hand auf Armlänge; nichts wird berührt.
Wie es funktioniert, und was die Zahlen bedeuten
Ein Laserscanner sendet einen Lichtpuls aus, misst die Zeit bis zu seiner Rückkehr und berechnet die Entfernung; das tut er Hunderttausende bis Millionen Male pro Sekunde, während er alles im Sichtfeld abtastet. Jedes Echo ist ein Punkt mit einer Position relativ zum Scanner und einer Intensität. Zusammen sind die Punkte eine Punktwolke — die Oberfläche dessen, was vor dem Instrument war, als gemessene Geometrie. Auf dem Stativ steht der Scanner still, und jeder Punkt wird von einer bekannten Position aus gemessen; in Bewegung muss er für jeden Punkt wissen, wo er war, und genau das liefern SLAM und GNSS. Gemessen wird dann an der Wolke: eine Strecke zwischen zwei Punkten, eine Fläche, ein Volumen gegen eine Basis, ein Schnitt durch eine Wand, ein Vergleich mit einer Planung.
Genauigkeit ist immer eine Zahl bei einer Entfernung. Artec Ray II liegt bei 1,9 mm bei 10 m, 2,9 mm bei 20 m und 5,3 mm bei 40 m: Der Fehler wächst mit der Entfernung, weil sich der Strahl aufweitet und der Winkelfehler sich weiter auswirkt. Ein handgeführter Streifenlicht-Scanner wie Artec Leo arbeitet bei 0,35–1,2 m und erreicht 0,1 mm, weil die Entfernung kurz ist. Ein bewegter SLAM-Scanner wie Artec Jet liegt bei ±10 mm unter Tage und ±15 mm über Tage, weil zu seiner Genauigkeit das Wissen gehört, wo er war. Keine dieser Zahlen bedeutet etwas ohne ihre Entfernung, und eine Spezifikation, die das eine ohne das andere nennt, ist keine Spezifikation.
Ein großer Standort und ein Bauteil sind deshalb verschiedene Aufgaben. Eine Grubenwand, ein Anlagenboden oder eine Halde wird aus der Entfernung auf Millimeter gemessen — der Standort ist das Objekt, und die Frage ist seine Geometrie im Großen. Eine Panzerung, ein Mantel oder eine Halterung wird auf Armlänge auf ein Zehntel Millimeter gemessen — das Teil ist das Objekt, und die Frage ist, ob es passt. Eine herkömmliche Vermessung beantwortet beides mit den Punkten, die jemand zu nehmen beschlossen hat; ein Scanner antwortet mit der ganzen Oberfläche, und die Auswahl passiert nachträglich, am Modell, so oft die Frage aufkommt.
Vom Standort zum gemessenen Modell
Dieselben fünf Schritte, ob das Objekt ein Tagebau oder ein Bauteil ist.
- 1. ErfassenVom Stativ für einen Standort, von Hand für ein Bauteil, in Bewegung für eine Strecke oder Straße — der Scanner erfasst die Oberfläche.
2. RegistrierenMehrere Erfassungen auf gemeinsamer Geometrie zu einem Modell ausgerichtet; der Registrierungsfehler festgehalten.
3. ReferenzEin Standort ins Grubennetz mit Festpunkten und GNSS; ein Bauteil auf sein CAD-Bezugssystem.
4. MessenStrecken, Flächen, Volumina, Schnitte und Abweichungen von der Planung, aus dem Modell entnommen.
5. LiefernLAS, LAZ oder E57 an ein Planungspaket; Polygonnetze ins CAD; Berichte an den, der die Frage gestellt hat.
Welcher Scanner für diese Arbeit
Drei Scanner, drei Entfernungen: Welcher Ihr Objekt misst, entscheidet sich danach, wie weit es entfernt ist und wie fein das entscheidende Detail ist.
Artec Ray II
- Am besten für
- Standorte und Bauwerke vom Stativ — das ganze Objekt in Vermessungsgüte
- Typ
- Stationärer Langstrecken-Laser, auf Stativ montiert
- Genauigkeit, bis zu
- 1,9 mm bei 10 m, 2,9 mm bei 20 m, 5,3 mm bei 40 m
- Reichweite
- 0,5–130 m
- Scandauer
- 1 min 42 s je Standpunkt bei 3 mm, 10 m
Ray II misst von 0,5 m bis 130 m bei 1,9 mm bei 10 m und erfasst einen vollen 360° × 300° Standpunkt in unter zwei Minuten. Er ist der Scanner für alles, was aus der Entfernung gemessen wird: Wände, Böden, Halden, Anlagen, ganze Maschinen.
Artec Jet
- Am besten für
- Strecken, Straßen und Hohlräume in Bewegung — Abdeckung, wo kein Stativ hinkommt
- Typ
- Multimodales SLAM-LiDAR
- Genauigkeit, bis zu
- ±10 mm unter Tage, ±15 mm allgemein
- Reichweite
- 0,5–300 m
- Einsatzarten
- Handgeführt, Rucksack, Stange, Drohne, Fahrzeug, Käfig, Roboter
Jet misst, während er getragen, gefahren oder geflogen wird, und positioniert sich per SLAM bei ±0,03 % Drift, bei ±10 mm unter Tage und ±15 mm über Tage. Er ist der Scanner für alles, was im Geh- oder Fahrtempo gemessen werden muss, oder aus dem Inneren eines Raums, den niemand betreten kann.
Artec Leo
- Am besten für
- Bauteile und Teile auf Armlänge — das Detail, das über die Passung entscheidet
- Typ
- Kabelloses handgeführtes Streifenlicht, All-in-One
- 3D-Punktgenauigkeit, bis zu
- 0,1 mm
- 3D-Auflösung, bis zu
- 0,2 mm
- Arbeitsabstand
- 0,35–1,2 m
- Erfassungsgeschwindigkeit
- Bis zu 35.000.000 Punkte/s im HD-Modus
- Integriert
- 5,5″ Touchscreen, Verarbeitung und 512 GB — kein Laptop
Leo misst bei 0,35–1,2 m mit 0,1 mm Genauigkeit und Farbtextur, handgeführt und kabellos, mit Bildschirm und Verarbeitung integriert. Er ist der Scanner für alles, dessen Geometrie der Wert ist: Panzerungen, Verschleißteile, Montagepunkte, alles, was nachgefertigt werden muss.
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Demo buchenFragen, die Vermesser stellen
Wie genau ist ein Laserscanner?
Bei einer genannten Entfernung: Ray II liegt bei 1,9 mm bei 10 m und 5,3 mm bei 40 m; Leo bei 0,1 mm bei 0,35–1,2 m; Jet bei ±10 mm unter Tage in Bewegung. Fragen Sie jede Genauigkeitsangabe eines Scanners, bei welcher Entfernung sie gemessen wurde.
Was ist eine Punktwolke?
Die Ausgabe des Scanners: Millionen gemessener Punkte, jeder mit Position und Intensität, die zusammen die Oberfläche dessen bilden, was gescannt wurde. Strecken, Volumina und Schnitte werden darauf gemessen; wo eine Fläche gebraucht wird, entsteht daraus ein Polygonnetz.
Wie schneidet es gegenüber Tachymeter oder Maßband ab?
Die messen die Punkte, die jemand gewählt hat, sehr genau, einen nach dem anderen. Der Scanner misst die ganze Oberfläche, sodass der Punkt, den niemand gewählt hat, später immer noch gemessen werden kann. Die Vergleichsseiten auf dieser Website führen das weiter aus.
Welchen Scanner brauche ich?
Das entscheiden zwei Dinge: wie weit das Objekt entfernt ist, und wie fein das entscheidende Detail ist. Ein Standort aus der Entfernung ist Ray II; eine Strecke, eine Straße oder ein Hohlraum in Bewegung ist Jet; ein Bauteil auf Armlänge ist Leo. Die meisten Betriebe setzen zwei der drei ein.
Verwandte Anwendungen
Sagen Sie uns, was Sie messen müssen
Beschreiben Sie das Objekt, seine Größe und wie es heute gemessen wird. Ein Bergbau-Spezialist meldet sich mit einer Einschätzung, welcher Scanner passt, welche Genauigkeit Sie bei dieser Entfernung erhalten und wie die Daten zu denen gelangen, die sie brauchen.