Internationales Forscherteam entwickelt neue Technik der 3D-Vermessung per 3D-Scanner
3D-Scanner könnten schon bald an Roboterarmen befestigt sein. Geradezu futuristisch mutet diese Idee an, die ein internationales Forscherteam im Dezember 2014 der Öffentlichkeit vorstellte. Auch Vermessungsobjekte mit komplexerer Geometrie könnten dann viel leichter als bisher in qualitativ hochwertige 3D-Modelle verwandelt werden.
Bei dieser speziellen Form mobilen 3D-Scannens wird der 3D-Scanner an einem Arm des Roboters PR2 montiert, der diesen um das 3D-Scan-Objekts bewegt, während der zweite Roboterarm eine drehbare Platte hält, auf der das 3D-Modell steht. Wie bei allen 3D-Vermessungen beginnt auch bei diesem neuen Verfahren der 3D-Scan mit einem Rundum-Scan des Objekts, wodurch eine erste Punktwolke erzeugt wird. Diese noch vorläufige Punkwolke dient dazu, Kollisionen zwischen 3D-Scanner und Messobjekt zu vermeiden, indem große Teile der Oberfläche des 3D-Modells grob vermessen werden. In der nächsten Phase des 3D-Scan-Vorgangs dienen diese Daten dann dazu, die optimalen neuen 3D-Scan-Positionen für die eigentliche 3D-Vermessung zu ermitteln. Diese Messpositionen werden als NBV (=Next Best Views) bezeichnet. Zugleich werden über diesen neuen Algorithmus Bereiche von geringerer Vermessungsqualität zuverlässig geordnet, um dort punktgenau weitere 3D-Scans vorzunehmen, bis am Ende der 3D-Messung eine gleichmäßige Vermessungsqualität an allen Oberflächenpunkten erreicht ist. Gerade im Vergleich mit anderen NBV-basierten Ansätzen der 3D-Objektvermessung stellte sich der Roboter-basierte Ansatz in den vorgenommenen Testverfahren als deutlich überlegen heraus.
3D-Scanner mit besonders geringem Datenvolumen
Ein weiterer positiven Effekt des Roboter-3D-Scannens liegt darin, dass bei diesem Verfahren, im Vergleich zu herkömmlichen 3D-Vermessungsverfahren, nur ein Bruchteil der Aufnahmen notwendig ist, mit der Folge, dass weitaus geringere Datenmengen verarbeitet werden müssen. Dies bedeutet, dass die 3D-Modelle nicht nur deutlich präziser ausfallen, sondern zugleich auch entscheidend schneller erstellt und weiterverarbeitet werden können. Die Roboter-3D-Vermessung kann industriellen Nutzern daher helfen, ihre Produktivität zu erhöhen.
Getestet wurde diese neue 3D-Scan-Technologie Wissenschaftlern und Ingenieuren des Visual Computing Research Centers der Akademie der Wissenschaften in Shenzhen (China), der Universität Tel-Aviv, der Memorial University of Newfoundland (Kanada), der Shandong Universität (China) sowie der Universität Konstanz. Voraussetzung war jeweils eine eigens für diesen Zweck entwickelte Hard- und Software.
Wann die 3D-Objektvermessung per Roboterarm einsatzreif sein wird lässt derzeit allerdings nur schwer abschätzen.
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