Ein 3D-Scanner für Bauprojekte.
3D-Laserscans sind eine Technologie, bei der Laserstrahlen eingesetzt werden, um Abstände zu Oberflächen schnell und genau zu messen und so detaillierte 3D-Darstellungen von Objekten, Umgebungen oder Landschaften zu erstellen.
Ein Arbeiter nimmt Messungen auf einer Baustelle vor.
Die Geschichte der 3D-Laserscans geht auf die Entwicklung der Lasertechnologie in den 1960er Jahren zurück. Die Technik hat sich über Jahrzehnte hinweg von den frühen Laserentfernungsmessern bis zur Einführung von LIDAR-Systemen in den 1980er Jahren für die Luftbildkartierung entwickelt. In den 1990er Jahren gewann das terrestrische Laserscannen an Dynamik und ermöglichte damit das bodengestützte 3D-Scannen. In den 2000er Jahren wurden Laserscans mit GPS und IMUs für Georeferenzierung integriert, was in den 2010er Jahren in verschiedenen Branchen zu einer weit verbreiteten Akzeptanz führte. Die fortlaufenden Verbesserungen bei der Miniaturisierung und Kostensenkung haben 3D-Laserscans zugänglicher gemacht, mit immer neuen Anwendungen in Bau, Fertigung und Denkmalschutz (Englisch).
Ein 3D-Laserscan sendet Laserstrahlen in Richtung eines Zielobjekts oder einer Zieloberfläche und misst die Zeit, die für das Zurücksenden der Laserimpulse benötigt wird. In Kombination mit Winkeldaten ermöglichen diese Zeitmessungen die Berechnung eines hochpräzisen Abstands und einer Ausrichtung jedes Punkts auf der Objektoberfläche. Mehrere Laserstrahlen werden schnell aus verschiedenen Winkeln ausgesendet, um einen Satz nah aneinander liegender 3D-Koordinaten zu erfassen und so eine Punktwolkendarstellung des Objekts zu erstellen.
Der 3D-Laserscan eines Gebäudes kann wertvolle Ergebnisse liefern, darunter Punktwolkendaten, 3D-Netze oder -Modelle, Grundrisse, Ansichten, Schnitte und Profile. Unverzichtbar sind diese für Architektur- und Konstruktionsentwürfe, Raumplanung, Bestandsdokumentation, Kollisionserkennung, Facility Management und Denkmalschutz. Sie bieten eine sehr genaue und detaillierte Darstellung der Geometrie und des Gebäudezustands, sodass die Beteiligten fundierte Entscheidungen für Renovierungen, Bauprojekte, Facility Management und vieles mehr treffen können. Die jeweils produzierten Ergebnisse hängen von den Zielen und Anforderungen des Projekts ab.
3D-Laserscans und Building Information Modeling (BIM) arbeiten nahtlos zusammen, um Bauprojekte zu verbessern. Laserscans erfassen detaillierte Bestandsdaten in Form einer Punktwolke, die in die BIM-Software integriert ist. Die BIM-Software wandelt diese Punktwolke in ein 3D-BIM-Modell um, das die Bedingungen des bestehenden Gebäudes darstellt. Dieses Modell kann mit der Entwurfsphase abgeglichen werden, um sicherzustellen, dass neue Elemente genauer in die bestehende Struktur passen. Außerdem ermöglicht es die Kollisionserkennung, um Konflikte zwischen dem Entwurf und dem Ist-Zustand zu erkennen. Das integrierte BIM-Modell verbessert die Visualisierung, Analyse und Dokumentation und ist damit ein wertvolles Tool für Bau, Renovierung und Facility Management, das letztlich die Genauigkeit und die Effizienz von Projekten verbessert.
3D-Laserscans sind in vielen Branchen zu einem unverzichtbaren Hilfsmittel geworden, da sie hochdetaillierte und präzisere 3D-Daten erfassen können. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile von 3D-Laserscans:
Laserscans bieten äußerst präzise Messungen und sind damit besonders für Anwendungen geeignet, in denen Präzision eine wesentliche Rolle spielt, wie z. B. Konstruktion, Bau und Produktfertigung.
Laserscanner können schnell große Datenmengen erfassen, wodurch das mit dem Scannen hoher Gebäude verbundene Risiko reduziert und die Sicherheit der Mitarbeiter vor Ort verbessert wird.
Laserscans sind nicht invasiv und erfordern keinen physischen Kontakt mit dem gescannten Objekt oder der Umgebung. Sie eignen sich daher ideal für empfindliche, gefährliche oder schwer zu erreichende Orte.
Laserscans erstellen detaillierte und umfassende digitale Aufzeichnungen von Objekten, Gebäuden oder Landschaften, die für den Denkmalschutz und die historische Archivierung von unschätzbarem Wert sind.
Daten aus 3D-Laserscans können zur Erstellung äußerst realistischer Visualisierungen verwendet werden, die den Entwurf, die Analyse und die Kommunikation komplexer Strukturen und Räume erleichtern.
Durch die Integration mit Building Information Modeling (BIM) können Sie Konflikte zwischen Entwurfsplänen und bestehender Strukturen mithilfe von Laserscans erkennen und kostspielige Baufehler vermeiden.
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AfricanFossils.org
Ein bekannter Paläontologe nutzt 3D-Laserscans und Autodesk ReCap, um antike Fossilien ans Licht zu bringen.
Norconsult
Infrastrukturplaner erkennen potenzielle Entwurfsprobleme und verhindern Bauverzögerungen mit ReCap.
Bild mit freundlicher Genehmigung von Norconsult AS/Bane NOR/Baezeni
OUYOUT
Das französische Architekturbüro errichtet mit Autodesk Revit und ReCap Pro ein „lebendiges, atmendes und nachhaltiges“ Gebäude.
Bild mit freundlicher Genehmigung von OUYOUT Architects
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Lernen Sie die Grundlagen, Vorteile und Implementierungsstrategien für 3D-Laserscans im Bauwesen kennen.
Obwohl sowohl 3D-Laserscans als auch LIDAR Lasertechnologie für Distanzmessungen und 3D-Datenerfassung verwenden, dienen sie unterschiedlichen Zwecken und weisen unterschiedliche Eigenschaften auf. 3D-Laserscans sind eine vielseitige Methode zur präzisen und detaillierten Erfassung von 3D-Daten in örtlich begrenzten Umgebungen, die häufig in Bereichen wie Architektur, Konstruktion und Fertigung eingesetzt wird. Im Gegensatz dazu ist LIDAR (Kurzform von „Light Detection and Ranging“) eine spezielle Fernerkundungstechnologie für großflächige Kartografien, die häufig zur Erstellung von Höhenmodellen und Geländekarten für Anwendungen wie Umweltüberwachung, Forstwirtschaft und autonome Fahrzeuge verwendet wird.
Die Genauigkeit eines 3D-Laserscanners variiert je nach Scannertyp, Spezifikationen, Umgebungsbedingungen, Kalibrierung, Scantechnik und Bedienerfertigkeiten. Im Allgemeinen sind 3D-Laserscanner für ihre hohe Genauigkeit bekannt, die oft unter optimalen Bedingungen Präzision auf Millimeterebene erreichen. Allerdings können reale Faktoren wie der gescannte Oberflächentyp und die Qualität der Datenverarbeitung zu Abweichungen bei der Genauigkeit führen. Genaue Ergebnisse sind abhängig von der korrekten Kalibrierung, der sorgfältigen Scanmethode und den fachkundigen Bedienern sowie von Faktoren wie der Entfernung zum Objekt und der Verwendung von Referenzpunkten.
Beim 3D-Scannen von Gebäuden wird die Laserscan-Technologie eingesetzt, um detaillierte und genaue Darstellungen der Innen- und Außenbereiche eines Gebäudes zu erfassen. Dieser Prozess umfasst die Positionierung eines 3D-Laserscanners an verschiedenen Stellen innerhalb und außerhalb des Gebäudes, die Emission von Laserstrahlen zum Messen von Abständen und die Erstellung einer dichten Punktwolke aus 3D-Koordinaten. In der Regel sind mehrere Scans erforderlich, um das gesamte Gebäude abzudecken. Nach der Datenerfassung werden die Scans registriert, ausgerichtet und verarbeitet, um eine nahtlose 3D-Darstellung des Gebäudes zu erhalten. Diese Technologie wird häufig in den Bereichen Architektur, Bau, Denkmalschutz und Facility-Management verwendet.
