Was gibt es für unterschiedliche 3D-Scan Verfahren?

3D-Laserscanning

Dieses Verfahren wird überwiegend für die 3D-Vermessung von Maschinenanlagen, Gebäudefassaden, Geländeflächen oder ganzen Fabrikanlagen eingesetzt. Das relativ einfache Verfahren bietet eine ausreichend hohe Messgenauigkeit bei großen Objekten. Aus großer Entfernung können riesige Flächen von mehreren Standpunkten aus gescannt werden. Ein Laserscanner besteht aus zwei grundlegenden Elementen: dem Laser (Emitter) und dem Detektor (Kamera). Dabei empfängt der Detektor das von dem zu scannenden Objekt reflektierte Laserlicht. Das ganze Verfahren zum Erfassen des Objektes basiert auf dem mathematischen Prinzip der Triangulation. Der Laser, der Detektor und das Objekt, beziehungsweise der Punkt, auf den der Laserstrahl trifft, bilden das sogenannte Triangulationsdreieck. Durch eine mathematische Berechnung wird der Abstand zum gescannten Objekt gemessen.

 

3D-Streifenlichtverfahren

Für die 3D-Vermessung von Kunst- und Kulturgütern oder von industriellen Bauteilen wird hauptsächlich das 3D-Streifenlichtmessverfahren genutzt. Die gewonnenen 3D-Punktwolken beinhalten eine sehr hohe Informationsdichte bei einer sehr geringen Fehlertoleranz. Dank der hoch präzisen Scanergebnisse können selbst filigranste Details dargestellt werden.

Während beim 3D-Laserscanner meist nur ein einzelner Lichtpunkt für die Berechnung emittiert wird, wird beim Streifenlichtverfahren eine ganze Lichtlinie auf das zu erfassende Objekt projiziert. Der Detektor (Kamera) erfasst den Lichtschnitt und die Software errechnet alle Punkte, die auf dieser Linie liegen.

Im Vergleich zum einfachen 3D-Laserscanner bedeutet dies einen deutlichen Zeitvorteil für die Digitalisierung eines Objektes. Durch die projizierte Linie ist der Detektor in der Lage, eine Hell-Dunkel Grenze zu erfassen und kann so alle Objektkoordinaten berechnen, die auf dieser Lichtebene liegen. Bei beiden Verfahren muss entweder das zu scannende Objekt gedreht oder der Scanner um das zu erfassende Objekt gefahren werden.

 

Fotogrammetrie

Fotogrammetrie bezeichnet im allgemeinen die Vermessung von Objekten mit Hilfe von Licht. Dabei können sowohl fotografische Abbildungen als auch Laserscanner die Daten liefern.

Ursprünglich wurde Fotogrammetrie hauptsächlich zur Erstellung sogenannter Orthofotos – speziell entzerrte Bilder aus der Vogelperspektive, die zum Beispiel in Geoinformationssystemen benutzt werden genutzt. Mittlerweile dient die Fotogrammetrie zunehmend der 3D-Rekonstruktion und Dokumentation von Objekten und Anlagen, zum Beispiel in der Archäologie. In diesem Fall spricht man auch von Nahbereichsfotogrammetrie.

In der Nahbereichsfotogrammetrie werden vom zu vermessenden Objekt mehrere Fotos aus unterschiedlichen Perspektiven, um alle Details des Objekts zu erfassen aufgenommen. Eine spezielle Software durchsucht anschließend die Aufnahmen nach markanten Merkmalen und berechnet mit Hilfe bekannter Abbildungseigenschaften z.B. Brennweite des Objektivs, Sensorgröße etc., die Form des Objekts in 3D.

 


(QUELLE: http://www2.hs-fulda.de/caelabor/inhalte/grundlagen/3D-Scanner_Sippel_Lorei.pdf)
(QUELLE: https://www.heise.de/make/artikel/Photogrammetrie-2869054.html)

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