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“ Capturing the World in 3D”

21.06.2013 1

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“ Capturing the World in 3D”

Laser Scanning Heute

Die letzten Trends im Laser Scanning!

● Scanning Geschwindigkeit steigt (> Millionen von Punkten/s)!

● Scanners werden kleiner und leichter!

● Systempreise sinken!

Was sind die Konsequenzen?

● Steigert dies die Produktivität drastisch?

● Werden dadurch neue Einsatzmöglichkeiten geschaffen?

● Wir die „time to results“ wesentlich verbessert?

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“ Capturing the World in 3D”

“Capturing Reality” – Kinematisches Laser Scanning

Am Beispiel der Formel1 Rennstrecke in

Abu Dhabi:

● Scanning im statischen Modus:

• 7 Tage Aufnahmen im Feld

• 7 Tage Registrierung

• mehr als 100 Scans

• mehr als 1.5 Milliarden Punkte

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“ Capturing the World in 3D”

“Capturing Reality” – Kinematisches Laser Scanning

Am Beispiel der Formel1 Rennstrecke in

Abu Dhabi:

● Scanning im statischen Modus:

• 7 Tage Aufnahmen im Feld

• 7 Tage Registrierung

• mehr als 100 Scans

• mehr als 1.5 Milliarden Punkte

● Scanning im kinematischen Modus:

• Aufnahme in 200 Minuten!

• Auswertung in 3 Stunden!

• Identische Qualität

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“ Capturing the World in 3D”

Übersicht: Scanning im kinematischen Modus

● Die Idee

● Herausforderungen

● Lösungen

● Anwendungen

● Ausblick

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“ Capturing the World in 3D”

Die Idee

Statisch

Kinematisch

statisch

kinematisch

Total Station

FOV Scanner

360º Scanner

Portables Scanning

Mobile Scanning

Total Station

Einige Punkte

Millionen von Punkten

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“ Capturing the World in 3D”

Herausforderungen

(x o , y o , z o ) t

O t

C t

Yaw

Roll

Pitch

(x c , y c , z c ) t

IMU

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“ Capturing the World in 3D”

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“ Capturing the World in 3D”

Lösungen: IMU für “Roll, Pitch, Yaw and Position”

(x o , y o , z o ) t

O t

C t

Yaw

Roll

Pitch

Drift ist ein Problem!!!

(x c , y c , z c ) t

IMU

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“ Capturing the World in 3D”

Lösungen: GNSS für “outdoor” Anwendungen

GNSS

C t

Genauigkeit:

● Lage: 10 – 20 mm

● Höhe: 15 - 25 mm

(x c , y c , z c ) t

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“ Capturing the World in 3D”

Lösungen: TPS für “outdoor” und “indoor” Anwendungen

TPS

C t

(x c , y c , z c ) t

Genauigkeit:

● Lage:

● Höhe:

3 – 5 mm

3 - 5 mm

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“ Capturing the World in 3D”

Lösungen: IMU only für “outdoor” und “indoor” Anwendungen

ZUPT’s

p3dTracking Technologie

CUPT’s

C t

Genauigkeit:

● Lage: 3 – 10 mm

● Höhe: 3 - 10 mm

(x c , y c , z c ) t

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“ Capturing the World in 3D”

Lösungen: IMU only für “outdoor” und “indoor” Anwendungen

ZUPT’s

p3dTracking Technologie

CUPT’s

C t

Genauigkeit:

● Lage: 3 – 10 mm

● Höhe: 3 - 10 mm

(x c , y c , z c ) t

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“ Capturing the World in 3D”

Lösungen: Kombination

GNSS

TPS

C t

(x c , y c , z c ) t

ZUPT’s CUPT’s

Genauigkeit:

● Lage: 3 – 15 mm

● Höhe: 3 - 15 mm

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“ Capturing the World in 3D”

Lösungen: Anwendungsszenarien

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“ Capturing the World in 3D”

Lösungen: Hardware und Software

The Rig

The GNSS

The Laser Scanner

The Carrier Arm

The Controller

The IMU

The Trolley

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Controller SW

PCloud SW

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit GNSS

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit GNSS

Formel1 Rennstrecke in Abu Dhabi:

● Distanz: 5 km

● Messzeit: 120 Minuten

● Punkte: 1‘500 Millionen

● Rechenzeit: ~ 2 Stunden

● Auswertezeit: ~ 3 Stunden

● „time to results“: ~ 6 Stunden

● Anwendung:

Gaming (Neue HD Spiele)

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit GNSS

MGM Hotel in Las Vegas :

● Distanz:

● Reine Messzeit:

● Totale Feldzeit:

● Punkte:

● Reine Rechenzeit:

● Auswertezeit:

● „time to results“:

382 m

10 Minuten

25 Minuten

129 Millionen

~ 10 Minuten

60 Minuten

~ 3 Stunden

● Anwendung:

Architektur,

Topographie

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit GNSS

MGM Hotel in Las Vegas :

● Distanz:

● Reine Messzeit:

● Totale Feldzeit:

● Punkte:

● Reine Rechenzeit:

● Auswertezeit:

● „time to results“:

382 m

10 Minuten

25 Minuten

129 Millionen

~ 10 Minuten

60 Minuten

~ 3 Stunden

● Anwendung:

Architektur,

Topographie

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit GNSS

MGM Hotel in Las Vegas :

● Distanz:

● Reine Messzeit:

● Totale Feldzeit:

● Punkte:

● Reine Rechenzeit:

● Auswertezeit:

● „time to results“:

382 m

10 Minuten

25 Minuten

129 Millionen

~ 10 Minuten

60 Minuten

~ 3 Stunden

● Anwendung:

Architektur,

Topographie

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit GNSS

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit GNSS

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit GNSS

Differenzen:

Drei Aufnahmen desselben Targets

● Lage:

● Höhe:

~ 20 mm

~ 10 mm

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit GNSS

2 Scans!

Differenzen:

● Lage:

● Höhe:

~ 20 mm

~ 5 mm

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “indoor” mit IMU und p3dTracking

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “indoor” mit IMU und p3dTracking

«indoor» Scanning ohne p3dTracking

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “indoor” mit IMU und p3dTracking

«indoor» Scanning mit p3dTracking

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “indoor” mit IMU und p3dTracking

MGM Hotel in Las Vegas :

● Distanz: 86 m

● Linie:

Bodenbelag

● Punktabstand: 3.65 m

● Stopp Zeit: ~ 3 Sekunden

● Reine Messzeit: 9 Minuten

● Totale Scanzeit: 19 Minuten

● Punkte: 18 Millionen

● Rechenzeit: ~ 90 Sekunden

● Auswertezeit: 30 Minuten

● „time to results“: ~ 2 Stunden

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “indoor” mit IMU und p3dTracking

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “indoor” mit IMU und p3dTracking

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Anwendungen: “outdoor” mit IMU und p3dTracking

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “indoor” mit IMU und p3dTracking

Franklin, Tenessee:

● Distanz: 32 m

● Linie:

Messband

● Punktabstand: 10 feet

● Stopp Zeit: ~ 3 Sekunden

● Reine Messzeit: 4 Minuten

● Totale Scanzeit: 14 Minuten

● Punkte: 55 Millionen

● Rechenzeit: ~ 5 Minuten

● Auswertezeit: ~ 20 Minuten

● „time to results“: ~ 1 Stunde

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit IMU und p3dTracking

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: “outdoor” mit IMU und p3dTracking

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: Mit IMU und p3dTracking

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“ Capturing the World in 3D”

Anwendungen: Mit IMU und p3dTracking

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“ Capturing the World in 3D”

Möglichkeiten

● Rennstrecken (GNSS only)

● Häuserschluchten (GNSS + p3d’s tracking)

● Shopping Malls (IMU + p3d’s tracking)

● Fabriken (IMU + p3d’s tracking)

● Tunnels (TPS + p3d’s tracking)

● Parking Lots (GNSS only)

● Flughafen Terminals (IMU + p3d’s tracking)

● Autobahn Projekte (TPS + p3d’s tracking)

● …

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Ausblick: “outdoor” mit GNSS und p3dTracking

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“ Capturing the World in 3D”

Ausblick: “outdoor” mehrere p3dTracking Linien

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“ Capturing the World in 3D”

Ausblick: “indoor” mehrere p3dTracking Linien

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“ Capturing the World in 3D”

Zusammenfassung und Ausblick

● Kinematisches Laser Scanning ist Realität

● Einsatzmöglichkeiten sind unbegrenzt

● Applikationsentwicklung erst am Anfang

● Genauigkeiten sind abhängig von der

Positionierungs - Unterstützung der IMU

● Die Technologie ist einfach, praktikabel und

zuverlässig

● Genauigkeiten im 3 – 5 mm Bereich möglich

● Produktivität ist 10 bis 100 mal besser als mit

statischen Methoden

● „time to results“ in Stunden statt Tagen

● Eröffnet völlig neue Möglichkeiten und

Anwendungen

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“ Capturing the World in 3D”

Mobiles Laser Scanning

wird zum Standard in der 3D Erfassung der

physikalischen Realität!

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