Mit einer Reihe von Neuerungen erweitert FARO die Möglichkeiten des 3D-Laserscannings. Der Trend geht dahin, Punktewolken in das Zentrum von Dokumentations-Anwendungen zu rücken.
Neue Rendering-Features der aktuellen Version 6 von SCENE sind die „Closed Surfaces“: Aus Messpunkten werden Volumenkörper generiert, um so die Visualisierung zu optimieren. Bild: FARO
Vor Ort scannen und sogleich eine registrierte Punktewolke auf dem mobilen Computer zur Verfügung haben – das war lange Zeit eine Wunschvorstellung von Experten für 3D-Laserscanning. Stattdessen musste man für eine Stunde Feldarbeit einiges an Büroarbeit einplanen, um aus den Scandaten nutzbare Datenprodukte zu generieren. Die Möglichkeit zur Registrierung im Feld hat nun die Firma FARO Europe GmbH geschaffen. Mit dem neuen FARO Scan Localizer ist es nun möglich, Scans vor Ort in Echtzeit zu registrieren und so eine Punktewolke bereits mit dem Equipment im Feld zu erzeugen. Das in dem Laser Scanner Focus3D-Stativ integrierte Zusatzprodukt führt kontinuierliche 2D-Scans durch und tastet dabei die Messumgebung innerhalb eines horizontalen, ca. 180 Grad umfassenden Profils ab. Die Messweite beträgt bis zu 20 Meter. So entsteht eine Art Referenzprofil, mit dessen Hilfe die jeweiligen Scans aus unterschiedlichen Standorten innerhalb einer Punktewolke registriert werden. Dafür sorgt das Verfahren der sogenannten Cloud-to-Cloud-Registrierung, die es bei SCENE schon seit rund zwei Jahren gibt. „Sie macht in Innenräumen Referenzpassmarken für Überschneidungsbereiche überflüssig“, sagt Oliver Bürkler, Director of Product Management bei FARO. Dies soll vor allem Effizienzvorteile bei Projekten mit einer hohen Anzahl einzelner Aufnahmen bringen. „Wir gehen davon aus, dass ab 15 Scans schon signifikante Kostenvorteile auftreten. Beispielsweise bei Aufgaben der Innenraumvermessung, bei denen oft mehr als hundert Scans gemacht werden, ist das Gerät unabdingbar“, ist Bürkler überzeugt. Der FARO Scan Localizer kostet als Nachrüstlösung für die FARO Laser Scanner Focus3D (ab Baujahr 2015) nach Angaben des Unternehmens rund 15.000 Euro.
Integration von HDR
FARO hat eine ganze Reihe von Neuerungen auf den Markt gebracht, die das 3D-Laserscanning weiter verbessern. Dazu gehört die Integration von High-Dynamic- Range (HDR)-Fotografie in die FARO Laser Scanner Focus3D. Dies gibt die Möglichkeit, die Auflösung bei Bildern mit großen Helligkeitsunterschieden zu steigern. Die HDR-Kamera, die in den Modellen Focus3D X 130 HDR und 330 HDR Bilder mit jeweils 170 Megapixeln liefern, umfassen einen Kontrastumfang von bis zu vier Milliarden zu eins, was bedeutet, dass die jeweiligen Helligkeitszonen für das menschliche Auge (das heißt de facto für den Bildschirm) optimiert dargestellt werden können. „Kunden im Bereich Rohrleitungsbau etwa können so auch in dunklen Räumen dann selbst kleinere Typenschilder, die in der Regel sehr hell sind, auch in der Punktewolke entziffern“, beschreibt Bürkler einen praktischen Fall.
Mehr Realitätstreue
Auch bei der neuen Version 6 von FAROs Punktewolkensoftware SCENE ist auf den ersten Blick ersichtlich, dass es sich um ein neues Masterrelease handelt. Denn die komplette Bedienoberfläche ist neu gestaltet und orientiert sich nun stark an typischen Workflows. Der Schwerpunkt liegt hier auf der einfachen und effizienten Handhabung. Die Arbeitsschritte innerhalb dieser Workflows sind in übersichtliche Einzelschritte unterteilt und bauen logisch aufeinander auf. Alle einzelnen Funktionen, die bereits die Vorgängerversion bot, sind nun als Bearbeitungsoptionen an den jeweiligen Bearbeitungsschritten der Projekte aufgeführt. So sollen vor allem auch Nutzer ohne fachlich tiefgehende Vorerfahrung einfacher und schneller geführt werden. „Wir haben bei der Entwicklung der workflowgebundenen Werkzeuge typische Anwendungsfälle definiert und diese vollständig automatisiert“, berichtet Bürkler. Wo manuelle Eingriffe erforderlich sind, bietet die Software also Unterstützung und Orientierungshilfe. „Der Schulungsaufwand bleibt dabei minimal, das bedeutet, die Lernzeit für Neulinge ist extrem kurz“, sagt der Produktmanager. Wer nach wie vor die alte Nutzeroberfläche bevorzugt, um etwa ingenieurstechnisch knifflige Fragestellungen zu behandeln, kann auch jederzeit in die bisherige Bedienoberfläche umschalten. Ebenso dürfte die neue Rendering- Technologie von SCENE 6 für Anwender interessant sein. Sie gibt Festkörperoberflächen eine noch bessere Visualisierungsqualität, ohne dass eine weitere Datenverarbeitung in Visualisierungsanwendungen notwendig ist. „Diese sehen nun komplett realistisch aus“, beschreibt Bürkler. Aus der typischen Punktewolken-Optik wird damit also eine komplett immersive Virtuell-Reality-Umgebung. Neue Features sorgen zum Beispiel dafür, dass die Punktewolkendichte bei Wänden so interpoliert wird, dass aus ursprünglich grob gerasterten („löchrigen“) Punktewolken automatisch durchgehende Oberflächen erstellt werden (Closed Surfaces). Ebenso werden die Farben in diesem Zuge homogenisiert, so dass Volumenkörper oder Texturen ein wesentlich höheres Maß an Realitätstreue gewinnen. Das heißt, Festkörper werden nicht anhand einzelner Messpunkte visualisiert, sondern als realitätsgetreues, geschlossenes Objekt.
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Der Nutzen solch hyperrealistischer Punktewolken bleibt mit der ebenfalls neuen Version des Web-Hosting-Service SCENE WebShare Cloud nach Angaben von FARO nicht nur Experten vorbehalten und ist nun via Internet wesentlich performanter und benutzerfreundlicher. Alle Mitglieder von Teams können somit einfach und schnell auf die Dokumentationsdaten zugreifen, ohne dass eine spezielle Software oder Hardware notwendig ist. Jede Datei wird dabei einzeln anhand des heute bestmöglichen Verschlüsselungsmechanismus (AEC 256) codiert, so dass ein Höchstmaß an IT-Sicherheit gegeben ist. Nachdem in den letzten Jahren viele Kunden bei solchen Cloud-Anwendungen entweder aus Sicherheitsgründen skeptisch oder aber in Bezug auf die Handhabung der großen Datenmengen ob der mangelnden Flüssigkeit der Darstellung ablehnend waren, wird die Cloud nun nach Angaben von FARO immer stärker genutzt.
Die Punktewolken können folglich Aufgaben rund um die Dokumentation übernehmen, die bisher den CAD-Programmen vorbehalten waren. Der Vorteil: Da Punktewolken komplexe Vor-Ort-Verhältnisse abbilden, können sich Kunden virtuell in eine bestehende Umgebung hineinversetzen und die Verhältnisse vor Ort auf direktere Weise verstehen. Diese Eigenschaften nutzen zum Beispiel Großkunden von FARO wie etwa der Automobilhersteller Volvo, der alle weltweiten Produktionsanlagen mit den FARO-Scannern erfasst und sie als Grundlage für weitere Planungen oder Neubauten nutzt. Das Unternehmen hat dabei die Devise ausgegeben, dass die Punktewolken Basis für alle Dokumentationsanwendungen sind, dem CAD alleine die virtuelle Planungsebene überlassen bleibt. Dieser Ansatz stellt einem Paradigmenwechsel da, denn heute ist es noch üblich, die Punktewolken in die CAD-Modelle zu überführen. So kann die Punktewolke mit CAD-Funktionen erweitert werden, so dass eine umfassende 3D-Dokumentations-IT-Landschaft entwickelt werden kann. „Vor diesem Hintergrund wird man auch die zukünftigen FARO-Entwicklungen einordnen können“, prognostiziert Oliver Bürkler.