Laserscanner

Ein Laser wird ausgestrahlt und die Reflexion aufgenommen, so wird ein Punkt im 3D-Raum definiert. Laserscanner sind äußerst mobile 3D-Messgeräte.

Verschiedene Laserscanner Systeme

  • Der 360° Laserscanner: Auf einem Dreibein stehend kann er um sich herum 360° alles erfassen, was in seinem direkten Sichtfeld liegt. Eine Rotation mit Aufnahme dauert ca. 5 min. Die Genauigkeit liegt je nach Distanz ab ±1 mm.
  • Lasertracker/Lasersonde: Eine Art hybrid System. Mit der Lasersonde wird im Nahbereich per Hand gescannt (Genauigkeit ±0,1 mm), während der Lasertracker permanent Kontakt hält und die Genauigkeit über die Distanz (bis zu 100m) sicherstellt.
  • Der Laserarm: Eine Lasersonde montiert an einem beweglichen Arm. Im Nahbereich kann ein Bauteil sehr genau erfasst werden. (Genauigkeit ±0,1 mm)
Swann Rack macht einen 3D-Scan mit dem Lasertracker/Lasersonde-System.

Swann Rack macht einen 3D-Scan mit dem Lasertracker/Lasersonde-System.

Der 360° Laserscanner

Dieses System wird Hauptsächlich für Baustellen oder Gebäudeinnenräume genutzt um diese zu Digitalisieren. Der Scanner steht auf einem Dreibein und scannt alles 360° um sich herum. Ein rotierender Spiegel leitet einen Laserstrahl in alle Richtungen. Die Reflexion wird vom Gerät erfasst und so wird ein Punkt im Raum bestimmt. Das System wiegt nur wenige Kilogramm und kann daher einfach transportiert und aufgebaut werden.
Nach jedem Scan wird die Position des Scanners verändert. An einem Tag entstehen so bis zu einhundert Scans die im Computer zu einem gesamt 3D-Scan zusammengefügt werden.

Der 360° Laserscanner der Firma Faro auf einem Dreibein.

Der 360° Laserscanner der Firma Faro auf einem Dreibein.

Lasertracker mit Lasersonde

Der Messtechniker hält die Lasersonde und geht um das zu scannende Objekt herum, wobei sichergestellt sein muss, dass das Licht des Lasers mindestens einmal auf jeden Punkt des gescannten Objekts trifft. Je mehr Zeit man mit dem Scannen eines Objekts verbringt, desto genauer wird der 3D-Scan sein.

Wenn der Laser die Sonde verlässt und zurückkommt, trianguliert das Computersystem den Winkel des Lasers, um den Abstand des gescannten Objekts von der Lasersonde zu bestimmen.

Gleichzeitig berechnet der Laser Tracker, wo sich die Lasersonde im Raum befindet. Spiegel auf der Sonde prallen zum Laser Tracker zurück, so dass der Tracker nicht nur erkennen kann, wo sich die Lasersonde im 3D-Raum befindet, sondern auch in welche Richtung die Lasersonde zeigt. Der Laser Tracker hat auch eine Kamera, die die Spikes auf der Lasersonde verfolgt, um die Position der Sonde im Raum genauer zu lokalisieren.

Durch die Kombination der Berechnungen von Lasersonde und Laser Tracker erhält das System Informationen über die Proportionen der gescannten Objekte.

Lasertracker des Lasetracker/Lasersonde 3D-Scanning Systems der Firma Hexagon.

Lasertracker des Lasetracker/Lasersonde 3D-Scanning Systems der Firma Hexagon.

Der Scanarm

Dieser Laserscanner hat einen beweglichen Arm, an dessen Ende sich eine Lasersonde befindet. Der Bediener führt die Lasersonde in gewissen Abstand über das zu scannende Bauteil. Diese 3D-Scan-Systeme werden zumeist stationär in einem Labor eingesetzt, lassen sich aber auch transportieren und mit einer Magnetplatte vor Ort montieren. Mit dem Scanarm lassen sich Genauigkeiten bis ±0,1mm erreichen.

Laserscanner Scanarm der Firma Faro.

Laserscanner Scanarm der Firma Faro.

Nachteile der verschiedenen Laserscanner Systeme?

  • 360° Laserscanner: Der Nachteil dieses 3D-Scanners ist, dass er nur scannen kann, was in seinem direkten Sichtfeld liegt. So kann er von einem Objekt nur die Frontseite digitalisieren. Dahinter entsteht ein “Schatten” wo es keine 3D Information gibt. Die stationäre Position des Scanners muss daher nach jedem Scan verändert werden.
  • Lasersonde/Lasertracker: Bei diesem System ist die größten Einschränkungen, dass der Laser Tracker immer eine direkte Verbindung zur Lasersonde benötigt. Sollte beispielsweise jemand den Laser Tracker verdecken, verliert dieser die Verbindung zur Lasersonde und der 3D-Scan-Prozess wird gestoppt.
  • Laserarm: Die größte Einschränkung dieses Scanners ist die limitierte Armlänge. Bei den meisten Systemen ist die Reichweite auf 1.5 m beschränkt.
Lasersonde des Lasetracker/Lasersonde 3D-Scanning Systems der Firma Hexagon.

Lasersonde des Lasetracker/Lasersonde 3D-Scanning Systems der Firma Hexagon.

Welche Vorteile haben Laserscanner?

Der größte Vorteil von allen Laserscanning Systemen ist Ihre Mobilität und relativ hohe Genauigkeit. Je nach Distanz zum zu scannenden Objekt werden Genauigkeiten zwischen ±0,1mm bis ±1mm erreicht. Der Scanner wiegt oft nur wenige Kilogramm und kann einfach im Koffer transportiert und vor Ort aufgebaut werden. Auch braucht es keine Kalibrierung, das System ist direkt einsetzbar und erreicht auch unter schlechten Lichtverhältnissen eine gute Genauigkeit.

Beweglich Lasertracker-Kopf. Die Grüne Lampe zeigt an, dass die Lasersonde gesehen wird.

Beweglich Lasertracker-Kopf. Die Grüne Lampe zeigt an, dass die Lasersonde gesehen wird.

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