Was ist Laser-3D-Scanning?

Was ist Laser-3D-Scanning?

Einfach ausgedrückt handelt es sich beim Laser-3D-Scannen um die Erfassung präziser 3D-Informationen von jedem Objekt oder jeder Umgebung mithilfe eines Lasers als Lichtquelle. Die Technologie basiert auf Laserstrahlen, um den Abstand zu einer Oberfläche zu messen und ultrarealistische 3D-Modelle von Objekten, Standorten und weiten Landschaften zu erstellen. 3D-Laserscanning ist ein beliebtes Ingenieur-, Bau- und Architekturwerkzeug, das häufig zur Dokumentation und Beurteilung des Zustands verschiedener Bauwerke eingesetzt wird.

3D-Laserscanner nutzen LiDAR (Light Detection and Ranging), indem sie Laserlicht auf ein Objekt projizieren, um genaue Standorte und Entfernungen aufzuzeichnen und zu messen. Durch die Erstellung einer Punktwolkendatei liefern Scanner digitale Daten, die für unzählige Anwendungen von unschätzbarem Wert sind, von Reverse Engineering und Qualitätsprüfung bis hin zur Denkmalpflege und Forensik. Was die Technologie noch beliebter macht, ist die Tatsache, dass moderne Laserscanner tragbar, sicher, einfach zu bedienen und auf den Millimeter genau sind.

Wie funktioniert das Laser-3D-Scannen?

Die Funktionsweise eines Laserscanners besteht darin, Lichtimpulse mit hoher Geschwindigkeit auszusenden, die von Objekten reflektiert werden und zum Sensor des Scanners (LiDAR) zurückkehren. Für jeden Impuls wird der Abstand zwischen dem Scanner und dem Objekt gemessen, indem die verstrichene Zeit zwischen gesendeten und empfangenen Impulsen berechnet wird. Jeder Datenpunkt wird in ein Pixel mit bekannten x-, y- und z-Koordinaten umgewandelt.

Der Arbeitsablauf eines LiDAR-Scanners lässt sich in die folgenden Schritte unterteilen:

1. Laseremission: Der Scanner projiziert Laserstrahlen auf ein Objekt, typischerweise in Form schneller, kurzer Impulse im Infrarotspektrum, die für das menschliche Auge unsichtbar sind.

2. Impulsreflexion: Wenn Laserimpulse auf das Objekt treffen, werden sie zurück zum Scanner reflektiert. Die Oberflächeneigenschaften des Objekts wie Farbe, Textur und Reflexionsvermögen beeinflussen die Art und Weise, wie der Laserstrahl zum Scanner zurückkehrt.

3. Flugzeitmessung: Der Scanner misst die Zeit, die jeder Impuls benötigt, um vom Gerät zum Objekt und zurück zu gelangen. Diese Zeit wird dann mithilfe der Lichtgeschwindigkeit in metrische Maße umgerechnet.

4.Erstellung einer Punktwolke: Durch die Berechnung der Entfernungen zu mehreren Punkten auf der Objektoberfläche erstellt der Scanner einen dichten Satz von Datenpunkten, die als Punktwolke bezeichnet werden. Jeder Punkt repräsentiert einen 3D-Standort im Raum.

5. Datenverarbeitung: Die Punktwolke wird zu einem detaillierten 3D-Modell oder einer Karte verarbeitet, die die gescannte Umgebung nachbildet. Diese Daten können bearbeitet, analysiert und zur Erstellung wasserdichter 3D-Modelle verwendet werden.

Triangulations-3D-Scanner

Ein Laser-3D-Scanner nutzt eine der drei Messtechnologien: Flugzeit, Phasenverschiebung oder Triangulation. Flugzeitscanner berechnen die Zeit, die ein Laserimpuls benötigt, um zum Scanner zurückzureflektieren, während Phasenverschiebungsgeräte Entfernungen durch Vergleich modulierter Lichtwellenmuster messen. Triangulationsscanner, ideal für Messungen im Nahbereich, nutzen die Trigonometrie zur Bestimmung von Entfernungen, indem sie ein Dreieck zwischen der Laserquelle, dem Objekt und dem Sensor bilden, wodurch sie sich für die Erfassung kleiner bis mittelgroßer Objekte eignen.

Triangulationsbasierte Laserscanner senden Laserlicht auf ein Objekt und erfassen reflektiertes Licht mit einem integrierten Kamerasensor. Das System berechnet die Entfernung zum Objekt mithilfe trigonometrischer Triangulation und bildet ein Dreieck zwischen der Laserquelle, dem Sensor und dem reflektierten Ziel auf der Objektoberfläche. Triangulationsscanner werden typischerweise für Anwendungen mit kurzer Reichweite (weniger als 5 Meter) eingesetzt und eignen sich hervorragend für die Erfassung kleiner bis mittelgroßer Objekte im Bereich von 1 cm bis etwa 2–3 Metern.

BU-Laser verfügt über die folgenden Lasermodelle, die für den 3D-Scanner verwendet werden können

1. Einzelnes gerades Lasermodul

2. Einkanal-Lasermodul zum Projizieren eines Rasters/einer strukturierten Punktmatrix (Fokuslinse + DOE verwenden).

3. Einkanal-Lasermodul zum Projizieren eines Mehrlinienmusters mit einem DOE (Fokuslinse + DOE verwenden).

4. Einkanal-Lasermodul zur Projektion paralleler Mehrlinien-Laserstrahlen (Powell-Linienlinse + DOE verwenden).

5. Mehrkanal-Lasermodul zum Projizieren von sich kreuzenden und parallelen Mehrlinien-Laserstrahlen (verwenden Sie Powell-Linienlinse + DOE). . Für das aktuelle Standardmodul kann der Kunde wählen, ob es mit einer Linie, 3 Linien, 7 Linien, 13 Linien, 21 Linien, 25 Linien oder 49 Linien hergestellt werden soll.

Alle oben genannten Laser können mit einer Wellenlänge von 375–980 nm, unterschiedlicher Leistung, Gehäusegröße usw. angepasst werden. Um mehr zu erfahren, kontaktieren Sie uns bitte unter song@bu-laser.com.