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Jede Technologie hat seine eigenen Vor- und Nachteile, Grenzen und Kosten. Trotz der
fortschreitenden Technik kann man mit solchen Geräten aber nicht alle Objekte vermessen, weil
optische Laserscanner-Technologien aufgrund ihres Systemaufbaus und der physikalischen Gesetze
an Grenzen gebunden sind. So haben sie beispielsweise grundsätzlich Schwierigkeiten, glänzende,
schwarze, reflektierende oder transparente Objekte aufzunehmen. Ein Laserstrahl wird von solchen
Oberflächen unter Umständen in die falsche Richtung reflektiert, absorbiert oder zu schwach
reflektiert und kann somit nicht mehr von dem im Scanner eingebauten Sensor erfasst werden.
Zudem weisen 3D-Laserscanner eine bestimmte Reichweite auf, weshalb man sie auch in die
Kategorien Close-Range ( < 1 m ), Mid-Range ( 30 m ­ 150 m ) und High-Range ( 140 m ­ 6 km )
einteilt. Moderne Mid-Range-Scannersysteme erreichen für die ihre maximale Entfernungsmessung
(z.B. für Callidus CP 3200: 32 m [CAL]) eine Punktgenauigkeit von bis zu 1 mm. Die Genauigkeit
der modellierten Fläche ist außerdem von der kleinsten Schrittweite des Drehkopfes und der
Entfernung des Scanners zum Objekt abhängig. Hier erreichen moderne Mid-Range-Scanner eine
Genauigkeit von
± 1 mm auf bis zu 30 m Enfernung. [LAS_ACC]
Im Rahmen dieser Arbeit wurde mit den Messdaten eines 3D-Mid-Range-Laserscanners der Firma
Callidus gearbeitet, die hauptsächlich zur Gebäudevermessung gewonnen wurden.
1.1.1 Grundlegende Funktionsweise des CP 3200
Der Scanner arbeitet nach dem Prinzip der Impulslaufzeitmessung. Dabei wird ein sehr kurzer
Laserpuls von dem Scanner ausgesandt, trifft auf ein Hindernis, wird von diesem diffus reflektiert
und kommt so schließlich wieder zum Scanner zurück, wo er von einem Lasersensor erfasst wird.
Die Zeit zwischen dem Aussenden und dem Empfang des Lichtpulses (Lichtlaufzeit) ist
proportional zur Distanz zwischen Scanner und Objekt, weshalb hieraus die tatsächliche Distanz
zum Objekt berechnet werden kann. Über diese Distanz und den Winkel des Lichtstrahls, können
dann für den aufgenommenen Punkt 3D-Raumkoordinaten berechnet und anschließend auf einem
Rechner gesichert werden. Zusätzlich wird auch die Reflektanz der Oberfläche über das reflektierte
Laserlichts ermittelt, aus der sich Rückschlüsse über die Materialeigenschaften ziehen lassen.
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Abbildung 1: Der Callidus CP 3200 Mid-Range-Laserscanner. [CAL]