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Scannen eines Prototyps eines Reisewagens mit dem Digimetrischen Photogrammetriesystem und dem FreeScan Handheld-Laser-3D-Scanner

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Scannen eines Prototyps eines Reisewagens mit dem Digimetrischen Photogrammetriesystem und dem FreeScan Handheld-Laser-3D-Scanner

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Wie scannt man große Objekte mit hoher Genauigkeit?

Das 3D-Scannen großer Objekte mit hoher Genauigkeit kann eine schwierige Aufgabe sein. Ein 3D-Scan eines großen Objekts kann aus Millionen von Datenpunkten bestehen, und die größte Herausforderung besteht darin, diese Daten mit einer Genauigkeit auf Inspektionsebene auszurichten. Beim Scannen großer Objekte kann es zu einem so genannten kumulativen Fehler kommen. Dies würde zu einer Fehlausrichtung des Scans führen, was wiederum die Scandaten unbrauchbar macht. Auf der anderen Seite der gleichen Medaille haben wir die Photogrammetrie. Die Photogrammetrie verwendet Kameras, um die 3D-Form und die Daten eines Objekts zu erfassen. Ihre Hauptstärke liegt darin, dass sie sich leicht auf große Objekte anwenden lässt, darunter ganze Fahrzeuge, Gebäude, Riesenskulpturen, Gelände und vieles mehr. Wo sie nicht ausreicht, ist die Genauigkeit der Scans, die sie liefert. Die Daten sind nicht genau genug für Reverse Engineering, geschweige denn für Inspektionen auf industrieller Ebene. Wie können wir also dieses Problem lösen? Die SHINING 3D-Digimetrische Photogrammetrie kombiniert die allgemein hohe Genauigkeit für die großflächige Objektvermessung der Photogrammetrie und die hohe Auflösung des handgeführten Laserscans in einer Lösung. Dies macht sie zum idealen Werkzeug, um zusammen mit der FreeScan-Reihe handgeführter Laserscanner von SHINING 3D große Projekte anzugehen, die hochwertige Spezifikationen erfordern.

Das Digimetrische Photogrammetriesystem verwendet eine Kamera und Marker, um eine 3D-Referenz eines Objekts zu erstellen. Von dort können die Daten direkt in die FreeScan-Software von SHINING 3D importiert und als globale Referenzdatei hochgeladen werden. Dadurch wird innerhalb der Software eine Referenz des gescannten Objekts erstellt, die dem FreeScan die Form und Größe des gescannten Objekts mitteilt. Das Scannen mit geöffneter Referenzdatei entspricht dem Einfärben eines Bildes in einem Malbuch; die Daten sind alle vorhanden, es müssen nur noch die Details ausgefüllt werden. Dieser Ansatz ermöglicht es dem Scanner, kumulative Fehler zu eliminieren und einen genauen großflächigen Scan von schwer zu scannenden großen Objekten zu liefern; die Messgenauigkeit könnte bis zu 0,01 mm+0,01 mm/m erreichen. Da die Größe des Objekts bereits als Referenz in den Scandaten verwendet wird, füllt der Scanner die restlichen Daten einfach und ohne Angst vor einer Fehlausrichtung aus. Der fertige Scan weist alle Details eines Handscans auf und behält gleichzeitig den in der Photogrammetrie erhaltenen Maßstab des Objekts bei. Dies ermöglicht die Verwendung der Scandaten in High-End-Inspektions- und Reverse-Engineering-Anwendungen.

SHINING 3D hatte vor kurzem die Gelegenheit, an einem Projekt für einen Kunden zu arbeiten, der die vollständigen Scandaten eines Prototyps eines Tourenwagens benötigte, um den Innenraum des Fahrzeugs nach den gewünschten Spezifikationen zu entwerfen. Sie benötigten die hohe Genauigkeit, aber die Größe des fraglichen Fahrzeugs war zu groß, um die geforderten Genauigkeitstoleranzen einzuhalten. Das Team beschloss, den Scan mit dem handgeführten 3D-Laserscanner der FreeScan-Serie zusammen mit dem Digimetrischen Photogrammetriesystem durchzuführen.

Der erste Schritt bestand darin, die großen kodierten Markierungen auf der Oberfläche des Objekts zu platzieren. Diese Marker werden von der Digimetric-Software identifiziert und ermöglichen die Erstellung der Oberfläche. Ein großer Referenzbalken wird gegen das Objekt gelegt, damit die Software die Größe des Objekts erkennen kann. Sobald die Einrichtung abgeschlossen ist, werden mehrere Bilder aus allen Winkeln aufgenommen, um die Referenzdaten zu erstellen. Die Software setzt die Bilder eines nach dem anderen zusammen, um ein Gesamtbild des Objekts zu erstellen. Sobald genügend Informationen generiert sind, wird die Datei gespeichert und exportiert. Die Marker der Digimetric werden vom Objekt entfernt, und das Team beginnt mit dem Anbringen der kleineren Marker für den FreeScan.

Mit der FreeScan-Software werden die Photogrammetriedaten als globale Referenzdatei importiert. Von dort aus beginnt das Scannen. Da der Scanner die Daten des Scans "ausfüllt", ist der Vorgang schnell und einfach. Die Referenz eliminiert die Möglichkeit einer Fehlausrichtung, so dass der Scanauftrag in kürzerer Zeit abgeschlossen werden kann, als wenn die Referenzdaten nicht vorhanden wären. Die Ingenieure scannten das Fahrzeug in wenigen Minuten. Sobald der Scan abgeschlossen ist, kann die Datei vernetzt und in eine STL-Datei konvertiert werden, die in CAD-Software verwendet werden kann, um die Scandaten zurückzuentwickeln und den Designprozess zu beginnen. Der Scanvorgang und die fertigen Scans sind in den folgenden Bildern dargestellt.

Mit dem Digimetrischen Photogrammetriesystem können Sie Objekte scannen, die für handgeführte Laserscanner als zu groß erachtet werden, und gleichzeitig deren Benutzerfreundlichkeit, Geschwindigkeit, Genauigkeit und Detailgenauigkeit beibehalten. Ganz gleich, ob es sich um das Scannen kompletter Fahrzeuge, Turbinen, Statuen oder anderer großformatiger Objekte handelt, mit dem Digimetrischen Photogrammetriesystem und der FreeScan-Serie sind Sie bestens gerüstet.