3D-Laserscanner

Je nach Anwendungsbereich können 3D-Laserscanner als eigenständige Geräte – tragbar, handgehalten oder stationär und auf einem Stativ montiert – oder als Teil von komplexeren Lösungen wie Roboterarmen, mobilen oder luftgestützten Laserscansystemen eingesetzt werden. Auf technologischer Seite stehen Laserscanner zur Verfügung, die auf Time-of-Flight (Bewegungszeit), Phasenverschiebung und Triangulation basieren.

Der erste Typ von Laserscannern, der typischerweise für die Datenerfassung über große Entfernungen verwendet wird, ist der Time-of-Flight-Scanner (ToF). Solche 3D-Scanner funktionieren nach dem gleichen Prinzip wie einfache Laser-Entfernungsmesser: Ein Laserimpuls wird auf ein Objekt geschickt, wobei ein Teil des Impulses von der Oberfläche des Objekts reflektiert wird und zum Scanner zurückkehrt. Die Entfernung zum Objekt wird aus der Impulslaufzeit berechnet. Aus diesem Abstand wird dann eine Koordinate für den winzigen Teil der Oberfläche berechnet, der vom Laserstrahl getroffen wird. Diese Technologie wird in Laserscannern mit großer Reichweite eingesetzt, die auf Stativen, Land- oder Luftfahrzeugen montiert sind und für Projekte verwendet werden, bei denen Informationen über weitläufige oder unzugängliche Gebiete benötigt werden.

Phasenverschobene 3D-Scanner hingegen senden Laserlicht mit unterschiedlichen Frequenzen aus und bestimmen die Entfernung zu einem Objekt durch Messung der Phasendifferenz zwischen dem ausgesendeten und dem reflektierten Signal. Im Gegensatz zu Time-of-Flight-Scannern arbeiten phasenverschobene Scanner bei kürzeren Entfernungen von 70 bis maximal 150 Metern, wobei die optimale Reichweite bei 1 bis 50 Metern liegt.

Phasenverschiebungs-3D-Scanner werden oft als die schnellsten Laserscanner bezeichnet. Einige Hersteller geben für ihre Scanner Erfassungsraten von mehr als einer Million Punkten pro Sekunde an. Sie haben auch eine höhere Genauigkeit und Auflösung als ToF-Scanner. Wie die ToF-Scanner verfügen sie über eine interne oder externe Farberfassungsfunktion. Dieser Scannertyp wird von unserer Stiftung erfolgreich für die 3D-Digitalisierung von profanen und sakralen Baudenkmälern eingesetzt, bei denen eine Messgenauigkeit von 1-2 mm bei einer Entfernung von 10 Metern erforderlich ist.