Der technologische Fortschritt im Bereich des 3D-Laserscannings ist beachtlich. Die Geräte werden immer effizienter und trotz komplexer Technik für immer mehr Anwendungen interessant. Speziallösungen eröffnen hier neue Möglichkeiten. So auch eine innovative Entwicklung von RIEGL.
3D-Scandaten, eingefärbt nach Temperatur, bei einer Datenaufnahme am Vormittag bei seitlicher Sonneneinstrahlung. Foto: RIEGL
Der österreichische Laserscannerhersteller RIEGL ist für seine innovativen Lösungen auf dem Gebiet des 3D-Laserscannings bekannt. Dabei geht das Unternehmen auch auf spezielle Kundenwünsche ein. Ein solcher war auch Ausgangspunkt für die Integration einer Thermokamera auf einem RIEGL-Laserscanner der terrestrischen VZ-i-Serie. Ziel der Lösung ist es, Thermografiedaten mit referenzierten Scandaten kombinieren zu können. Um das zu erreichen, wurden die INFRATEC VarioCAM® HD head 900 sowie der RIEGL VZ-400i Laserscanner miteinander verbunden. Mit der Laserscanner- Wärmebildkamera-Kombination können nach Herstellerangaben im Minutentakt Panoramascans mit vielen Millionen 3D-Koordinaten aufgezeichnet werden. Im Anschluss daran werden die Wärmebilder der jeweiligen Scanposition innerhalb von nur wenigen Sekunden aufgenommen. Dabei kann das System sowohl im Freien als auch in geschlossenen Räumen verwendet werden und Temperaturen von -40 Grad Celsius bis +2.000 Grad Celsius abbilden.
Zwei Schritte zum Erfolg
Der RIEGL VZ-400i 3D-Laserscanner mit integrierter Wärmebildkamera INFRATEC VarioCam® HD head 900. Foto: RIEGL
Besonderes Highlight des Gesamtsystems: Die Messungen der Thermokamera werden bereits bei der Aufzeichnung den verschiedenen 3D-Punktwolken des Laserscanners – von unterschiedlichen Standorten aufgenommen – zugeordnet. Somit stehen die Wärmebilddaten auch in den daraus entstehenden 3D-Modellen zur Verfügung. Vereinfacht heißt das, dass jede 3D-Koordinate ihren entsprechenden Temperaturwert zugeteilt bekommt – und umgekehrt. Somit ist es möglich, die Oberflächentemperatur und Struktur komplexer Gebäude darzustellen.
Dabei erfolgte die Integration der Wärmebildkamera auf den Laserscanner in zwei Schritten: Im ersten Schritt wurde die Hardware integriert. Weil die Laserscanner der VZ-i-Serie bereits im Vorfeld optimal auf die Anbindung externer Kameras vorbereitet sind, kann die Wärmebildkamera einfach auf- beziehungsweise abgesetzt werden, ohne die entsprechenden Kalibrierungsdaten zu verlieren. Zudem ist die Verwendung und Montage einer GNSS-Antenne in der Konstruktion vorgesehen. Im laufenden Betrieb wird die Kamera über den Scanner mit Strom versorgt, was eine zusätzliche Verkabelung überflüssig macht. Durch eine grafische Benutzeroberfläche soll außerdem eine benutzerfreundliche Bedienung im Feld ermöglicht werden.
Im zweiten Schritt wurden in der RIEGL Prozessierungs-Software RISCAN PRO die notwendigen Voraussetzungen geschaffen, um sowohl die Scandaten als auch die entsprechenden Thermodaten als referenzierte Punktwolke auslesen zu können. Dabei erhält jeder einzelne Messpunkt die jeweilige Oberflächentemperatur als zusätzliches Attribut. Außerdem können die resultierenden Punktwolken in den unterschiedlichsten Dateiformaten exportiert werden. Damit können nicht nur die Messdaten des Laserscanners, sondern auch die Thermografiedaten der Kamera von verschiedenen Programmen genutzt und weiterverarbeitet werden.
Mögliche Anwendungen
Zu den möglichen Anwendungen der Lösung zählen beispielsweise die Erfassung und Dokumentation von Isolierungsmängeln an Gebäuden, die Detektion warmer Oberflächen in naturräumlicher Umgebung, Vermessungsaufgaben in Gebieten mit vulkanischer Tätigkeit und die großflächige Messung von Oberflächentemperaturen in komplexen Industrieanlagen.