SCALYPSO die modulare zur Auswertung von 3D Laserscandaten. Rekonstruktion technischer Anlagen aus der 3D Punktwolke

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Käthe Walter
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1 SCALYPSO die modulare zur Auswertung von 3D Laserscandaten Rekonstruktion technischer Anlagen aus der 3D Punktwolke IB Dr. König Kopernikusstrasse Potsdam

2 Ingenieurbüro Dr. König. Entwickler der Software Scalypso. Seit 1999 Dienstleister für 3D Vermessung ist die innovative Software zur Auswertung von 3D Laserscandaten.

3 Agenda - Einführung 3D Vermessung - 3D Präzisionsvermessung, Messarm - 3D terrestrisches Laserscanning, Laserscanner - Auswertung

4 Industrie Denkmal Tiefbau Präzision Anlagenbau

5 Präzisionsmessgeräte: - Streifenlichtverfahren, Triangulationslaserscanner - Lasertracker, Messarme 3D-Laserscanner - berührungslos - alle sichtbaren Oberflächen dichte Punktewolke - Ermittlung der Entfernung über Pulslaufzeit oder Phasenvergleich - 3D-Koordinaten (+ Intensitätswert, + Farbinformationen) Panorama-Aufzeichnung Tachymeter: - konventionelle Vermessung - Fehlerüberwachung, Einmessen von Referenzpunkten - Anschluß an übergeordnete Koordinatensysteme

Phasenvergleich - 3D-Koordinaten (+ Intensitätswert, + Farbinformationen) - 360 Panorama-Aufzeichnung Tachymeter: -

6 Genauigkeitsbereiche

7 Arbeitsschritte der 3D Vermessung Datenerfassung durch Einsatz der 3D Scansysteme Berechnung Registrierung der einzelnen Scans Texturierung Mapping von digitalen Fotos Erstellen von 3D CAD Modell und 2 D Plänen und Schnitten Erarbeitung von technischen Plänen Erstellung von physikalischen Modellen Ausgabe auf 3D Plotter und CNC Fräse

Fotos Erstellen von 3D CAD Modell und 2 D Plänen und Schnitten Erarbeitung von

8 3D Messsysteme Beispielsystem Messarm System Romer Infinite Modell 5028Sc Einzelpunktgenauigkeit 0,032 mm Reproduzierbarkeit 0,045 mm 3D Längenmessunsicherheitstest 0,064 mm Perceptrom Laserscanner Messgenauigkeit 0,024 Mobile Koordinatenmessmaschine 3D Präzisionsvermessung - Messarm Sensor Wiederholgenauigkeit 0,005 mm 360 º Steuer- und Auswertesoftware Polyworks aktuelle Version mit allen erforderlichen Modulen

Messgenauigkeit 0,024 Mobile Koordinatenmessmaschine 3D Präzisionsvermessung - Messarm Sensor

9 Ca. 10,00 m Tell Basta Monumentalstatue einer Königin (Orthoansichten, Rekonstruktion)

10 Qualitätssicherung 3D Modell für weitere Berechnungen, Ausgabe in unterschiedliche Formate zur Weiterbearbeitung Abwicklung der Rohr-Oberfläche zur Ermittlung der Wanddickenverschwächung

11 Rundumsicht von 360, vertikale Sicht von ca. 320 Typische terrestrische Laserscanner Eindeutigkeitsintervall über 100 m Erfassung von mind Messpunkten pro Sekunde. Distanzfehler von +/-2 mm auf 25 m Punktwolken mit x,y,z Koordinaten, ggf. attributiert mit Remissionwert Digitalkamera ermöglicht zusätzlich Farbattributierung Es fehlen bestimmt noch Systeme.

12 3D-Vermessung in der Industrie Mobil vor Ort Laserscanning, Tachymetry verschiedene Entfernungen und Genauigkeitsklassen Dokumentation/Massenermittlung Protokolle/Berichte/Pläne 2D/3D-Neuerstellung, Update CAD-Modelle, As-Built-Aufmaß Soll/Ist-Vergleiche Schnittstelle zu Datenbanken und Planungssystemen

Dokumentation/Massenermittlung Protokolle/Berichte/Pläne

13 3D Laserscanning = Kein Maaß wird vergessen!

14 Zeit- 1 Tag und terrestrisches Kosteneinsparung 3D Laserscanning bei der Auswertung im Aussendienst von 3D Punktewolken durch effektive Rekonstruktions = Werkzeuge mit Scalypso, Datenübertragung der CAD 2 Daten bis 20 in Tage Echtzeit Auswertung in das CAD im Innendienst Zielsystem Autocad/ Microstation

Rekonstruktions = Werkzeuge mit Scalypso, Datenübertragung der CAD 2 Daten

15 . besteht aus unterschiedlichen Komponenten und Modulen Scalypso Converter Übernahme der Scandaten Scalypso Scan Navigator Verwaltung/ Organisation Scalypso Modeler - Pipe Modul Planungsdaten für Anlagenbau - Stahl Modul Automatische Erkennung und Platzierung von Stahlträgern (ab Intergeo 2012) - BIM Modul Planungsdaten für das Bauwesen - Scalypso Viewer kostenloser Viewer

Planungsdaten für Anlagenbau - Stahl Modul Automatische Erkennung und Platzierung von

16 Converter Konvertierung der unterschiedlichen Scanformate in das Scalypso Format

17 Converter Alle Einstellungen des Scanners und der zugehörigen Software werden übernommen, wie z. B. Georeferenzierung. Berechnung von Graustufenbildern aus den Remissionswerten oder Entfernungsdaten. Stehen Farbaufnahmen zur Verfügung, wird die Farbinformation anstatt der Graustufeninformation übernommen. Verknüpfung der Bildinformationen mit den 3D Punktwolken. Die Konvertierung erfolgt automatisch im Batchbetrieb.

Stehen Farbaufnahmen zur Verfügung, wird die Farbinformation anstatt der Graustufeninformation

18 Converter Während der Konvertierung wird eine fotorealistische Darstellung aus den Scandaten berechnet.

19 Converter Folgende Scannerformate/ -typen werden unterstützt: Eingabeformate: - ASCII - Faro - Leica - Optech - Riegl - Topcon - Trimble - Zoller und Fröhlich - E57 (in Vorbereitung) Ausgabeformate: - SYO - ASCII - E57 (in Vorbereitung) Der Konverter wird ständig aktualisiert.

Trimble - Zoller und Fröhlich - E57 (in Vorbereitung) Ausgabeformate:

20 - Registrierung ohne Targets Scantra Modul Automatische Registrierung von Laserscandaten. Der Aufbau eines inneren Festpunktnetzes ist nicht notwendig. Scanregistrierung ohne Targets

21 - Registrierung ohne Targets

22 Scan Navigator Verwaltung großer Scanprojekte mit dem Scalypso Scan Navigator Anzeige aller wichtigen Meta Daten zu dem einzelnem Scan

23 Scan Navigator Verwaltung großer Scanprojekte mit dem Scalypso Scan Navigator schnelle Karten- und Schnittdarstellung des Scanprojektes

Werkzeuge zur Rekonstruktion der Punktwolken und Übertragung der 3D Elemente nach

24 Modeler Menüleiste Werkzeugleiste Hauptfenster zur Scanbearbeitung Interaktive Lupe Koordinaten-/Punktauflistung Der Scan Modeler stellt alle notwendigen Werkzeuge zur Rekonstruktion der Punktwolken und Übertragung der 3D Elemente nach CAD zur Verfügung. Unterschiedliche Module erweitern Scalypso für spezielle Fachanwendungen.

25 Modeler Software zur Auswertung von 3D Laserscandaten Effiziente Rekonstruktionswerkzeuge Bearbeitung der Scans in der 2,5 D Darstellung Anbindung an unterschiedliche Scannersysteme Schnittstellen zur Echtzeit-Übertragung der 2D/ 3D Geometrien in das Zielsystem Übertragung von Rohrleitungs- und Gebäudedaten in Fachanwendungen

26 Modeler Planare Ansicht (Bearbeitungsansicht) Sphärische Ansicht Punktwolken Ansicht

27 Modeler -Schnittstelle Schnittstellen zur Übertragung der Geometrie/ Punktwolken nach: - AutoCAD Echtzeit - Micostation Echtzeit - TriCad Echtzeit - Allplan Echtzeit - 3D XML Schnittstelle

28 Pipe Modul Pipe Modul Modul zur schnellen und effektiven Rekonstruktion von technischen Anlagen aus 3D Punktwolken, Weitergabe intelligenter 3D CAD Daten an Fachplanungssoftware zur Anlagenplanung und Berechnung von 2D Isometrien.

29 Pipe Modul Pipe Modul mit Attributierung der Rohrelemente (z. B. Rohrklasse) -Rekonstruktion des As- Built Zustandes -Dokumentation der Anlagen, Attributierung der Elemente - Berechnung von Centerlines -Berechnung von Volumenmodellen -Übergabe der Rohrinformationen an Isomet, Comos / 3D XML

30 Pipe Modul As Built Rekonstruktion der 3D Objekte aus den Scandaten Übergabe der rekonstruierten Elemente in Echtzeit in das CAD Zielsystem

31 Pipe Modul Scalypso 3D XML interface Centerlines der rekonstruierten Rohrleitung Idealisierte Darstellung Export -> 3D XML -> Isomet

32 Pipe Modul Scalypso 3D XML Interface Berechnung von 2D Isometrien Idealisierte Centerlines der rekonstruierten Rohrleitung aus der As Built Darstellung, nach Isomet/ AVEVA von Scalypso übergeben

33 Pipe Modul automatisches As-Built 3D Modell über Isometrie Erstellung bzw. Modifikation Übergabe der Rohrleitungsgeometrie aus Scalypso im xml Format automatisierte Erstellung des 3D Modells aus den Rohrleitungs-Isometrie

34 - Stahl Modul Stahl Modul automatische Rekonstruktion, Auswahl und Platzierung von Stahlträgern aus der Punktewolke und Übergabe nach CAD. Das Stahl Modul ist ab der Intergeo 2012 verfügbar.

35 - Stahl Modul automatische Auswahl des Stahlträgers und Anzeige in der Punktwolke

36 - BIM Modul BIM Modul Building Information Modeling, Rekonstruktion von Gebäudegeometrien und Übertragung intelligenter Gebäudedaten. Planen und Bauen im Bestand

37 3D Laserscanner - Punktwolken 3D Punktwolken aller Scans, Aufnahmedauer ca. 3 h, ca. 1 Milliarde Messpunkte

38 Definition der Raumflächen, Attributierung des Raumes Scalypso BIM Modul

39 Übergabe der attributierten Daten nach AutoCAD, Isometrie

40 Übergabe der attributierten Daten nach AutoCAD, Grundriss

41 - BIM Modul Rekonstruktion der 3D Gebäudedaten aus den 3D Scandaten Übergabe der rekonstruierten Elemente in Echtzeit in das CAD Zielsystem

42 Erarbeitung eines 3D Cad Modells aus den 3D Punkwolken

43 3D Editor Darstellung von Punktwolken Berechnung von Orthobilderm Import von CAD Daten Kollisionskontrolle CAD Punktewolken Kamerafahrt durch das Modell

44 3D Editor Freie Definition von 2D Ebenen in den Punktwolken oder CAD Daten Freie Definition der Punktwolken Schichten (Dicke) -> Berechnung von Orthofotos

45 3D Editor -> Berechnung von Orthobilder

46 Scalypso = Zeit- und Kosteneinsparung bei der Auswertung von 3D Punktwolken

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