Eine Punktwolke ist eine ungeordnete Ansammlung von Punkten in einem Vektorraum (dreidimensionalen Raum). Dadurch können Strukturen oder Abmessungen eines Bauwerkes, eines Modelles oder eines Bauteils detailgetreu erfasst werden. In Bezug auf BIM können Punktwolken dabei helfen Geometrien zu erfassen, um im Gebäudebestand ein BIM-Modell zu erzeugen oder Bauzustände mit einem Modell oder einem Plan abzugleichen. Eindrucksvoll können heute bereits mittels Punktwolken und Robotik Live-Abgleiche von Soll- und Ist-Zuständen auf der Baustelle erfolgen. Die in den kommenden Beiträgen eingesetzte Hardware ist der Laserscanner RTC360 von Leica, die 360° Kamera THETA Z1 von RICOH und die Intel Real Sense (D435). Bei der von uns erfassten Geometrie handelt es sich um einen sanierten Bereich der Jade Hochschule. In diesem Beitrag widmen wir uns der Handhabung und der Anwendung des Laserscanners RTC 360.
Die derzeit etablierteste und präziseste Möglichkeit eine Punktwolke zu erstellen, bieten 3D-Laserscanner. Diese haben in den letzten Jahren eine starke Weiterentwicklung erlebt und stehen nicht mehr nur für das reine Laserscanning, sondern vereinen unterschiedliche Mess- und Bildverfahren in sich. Je nach Anforderungen an die Punktwolke können innerhalb kurzer Zeit Geometrien erfasst werden. Dabei werden Messraten von mehreren Millionen Punkten pro Sekunde und HDR Kamerabilder genutzt, um Punktwolken unterschiedlichster Dichte in Schwarzweiß oder Farbe zu erstellen. Das Scannen der Räume in unserem Test an der Jade Hochschule hat insgesamt für eine farbige Punktwolke mit mittlerer Punktwolkendichte ca. 10 Minuten gedauert (5 Scans a 1,5 Minuten). Dabei wurden ein Flur und zwei Räume (ca. 200m²) in ausreichender Genauigkeit erfasst, um weiterführende Bauprozesse wie beispielsweise die Nachmodellierung für ein BIM Model darauf aufzusetzen. Die Handhabung war sehr intuitiv und ist auch für Laien einfach anwendbar. Die Verortung und Überlagerung der einzelnen Scans zu einem Gesamtmodell ist in dem Gerät bereits mittels Simultane Positionsbestimmung und Kartierung (SLAM) integriert. Die entstandenen Rohdaten haben eine Größe von ca. 1,3GB und werden über einen USB-Stick vom Gerät entnommen und separat in der Leica Software ausgewertet. In der Software können dann die gesamte Punktwolke oder Ausschnitte daraus in den gängigen Formaten exportiert werden. Alles in allem war die Erstellung der Punktwolke mit dem Laserscanner sehr einfach und niedrigschwellig.
Die Verwendung des Laserscanners RTC 360 war lediglich der Verfügbarkeit an der Hochschule geschuldet und ist keine Voraussetzung zur Erstellung einer Punktwolke in guter Qualität. Gute Ergebnisse können ebenfalls mit anderen 3D-Scannern erzeugt werden, die über weniger Funktionalitäten verfügen. Das Marktangebot von 3D-Laserscannern ist sehr breit und die Anschaffungskosten entsprechend variabel. Die Auswahl des Gerätes ist stark von den typischen Anwendungsfällen der kleinen und mittelständischen Unternehmen abhängig. Nicht immer wird das Preis/Leistungsverhältnis vom Nutzer ausgeschöpft. Alternative zu den etablierten Methoden ist die Punktwolkenerzeugung aus Photogrammetrie. Wie Punktwolken mit Hilfe von 360° Kameras erzeugt werden können, beschreiben wir in unserem nächsten Beitrag dieser Blogreihe.
02.09.2021
