Tebodin Peters Engineering GmbH

Transkript

1 Laserscanning in der Anlagenplanung WE DESIGN THE FUTURE

2 Die Planung in Bestandsanlagen Beim Um- und Anbau in bestehenden Anlagen ist ein exaktes Aufmaß Grundlage für alle weiteren Konstruktionen. Das bisher sehr aufwendige manuelle Messverfahren mit Maßband und Zollstock kann heutzutage durch den Laserscan ersetzt werden. Bei diesem Messverfahren können sehr komplexe Anlagen in kürzester Zeit millimetergenau erfasst werden. Anlagenplanung Vorteile bei Brownfield-Projekten: - häufiges Nachmessen in der Anlage wird vermieden - optimale Nutzung der Platzressourcen - Rohrleitungsvorfertigung mit sehr hoher Maßgenauigkeit - Fehleranfälligkeit sinkt durch Kollisionsvermeidung - kostengünstige Projektumsetzung - Abstellungszeiten werden verkürzt

3 Die Laserscan Messtechnik Der Laserscanner verwendet einen Laserstrahl, der von einem Objekt zum Scanner zurückreflektiert wird. Die Distanz wird durch den Phasenwechsel zwischen dem sendenden und dem empfangenden Strahl millimetergenau gemessen. Ein Spiegel leitet den Laserstrahl in vertikaler Richtung ab und der Winkel wird gleichzeitig mit der Distanzmessung gespeichert. Der Laserscanner dreht sich beim Scannen horizontal um 360. Der horizontale Winkel wird gleichzeitig mit der Distanzmessung gespeichert. Entfernung sowie vertikaler und horizontaler Winkel ergeben eine polare Koordinate (δ, α, β), die in eine kartesische Koordinate (x, y, z) konvertiert wird. Bei jedem Messpunkt wird zusätzlich noch die Stärke der Reflektion (stark spiegelnd bis matt) und der Farbwert (RGB) erfasst. Moderne Laserscanner wie der Focus3D von der Firma Faro zeichnen sich aus durch: - kompakte Ausmaße (240x200x100mm) - ein geringes Gewicht (<5 kg) - eine hohe Genauigkeit (±2mm pro Messpunkt) - eine extrem hohe Messgeschwindigkeiten (bis zu Punkte / Sek).

4 Das Messverfahren Der Bereich wird durch mehrere voneinander unabhängige Scans vermessen. Jeder einzelne Scan erzeugt eine Punktwolke mit ca. 40 Millionen Messpunkten. Dabei werden alle Oberflächen im Sichtbereich sowie auch zuvor markierte Referenzpunkte erfasst. Die erfassten Referenzpunkte finden sich dann in mehreren Scans wieder und ermöglichen so die Verknüpfung (Registrierung) der Scans zueinander. Dauerhafte Markierungen von Referenzpunkten vor Ort können später als Montagehilfen genutzt werden. Auch evtl. zusätzlich benötigte Messungen im gleichen Koordinatensystem sind so problemlos möglich. Durch ein tachymetrisches Aufmaß der Referenzpunkte wird eine spannungsfreie Registrierung ermöglicht. Die Genauigkeit der Registrierung über mehrere Bühnen liegt hier bei wenigen Millimetern. Ein Bezug zu einem örtlichen Koordinatensystem (Georeferenzierung) ist durch das tachymetrische Aufmaß ebenfalls herstellbar.

5 Die Aufbereitung der Punktewolkendaten Nach der Kontrolle werden die einzelnen Scans untereinander registriert. Das Ergebnis der Registrierung ist eine große Punktwolkendatenbank mit mehreren Milliarden Punkten. Diese Datenbank kann mit speziellen Viewern in 3D betrachtet werden. Messungen und das Abgreifen von Koordinaten innerhalb der Punktwolken sind ebenfalls möglich. Panorama-Ansichten Diese fotorealistischen Ansichten können 360 gedreht werden. Zoomen, messen, und Koordinatenabgreifen ist möglich. Auch farbige Markierungen und Textkommentare können erzeugt werden. Diese können wiederum zwischen verschiedenen Projektbeteiligten einfach ausgetauscht werden.

6 Die Punktwolke im CAD Modell Die Punktwolke kann direkt in das CAD-Modell übernommen werden und dient als Störkantenmodell oder Vorlage für weitere Konstruktionen. Der Planer hat so die Möglichkeit direkt in der Bestandsanlage zu modellieren. Maßstäbliche Ansichten, Schnitte und Grundrisse können schnell und ohne weitere Überarbeitung erzeugt werden. Grundriss Schnitt

7 Die Auswertung zu Volumenkörpern Die Punktwolken werden bereinigt und gefiltert. Die dadurch dezimierten Daten werden durch unser selbstentwickeltes Programm analysiert und vollautomatisch zu einfachen Flächen und Volumenkörpern ausgewertet. Die so erzeugten Störkörper können anschließend in ein CAD-System importiert werden. Anschließend erfolgt die manuelle Ausarbeitung der relevanten Elemente bis zum fertigen 3D-Modell.

8 Kontaktpersonen: Hr. Klaus Bach +49 (0) Hr. Pascal Morovic +49 (0) TEBODIN PETERS ENGINEERING GMBH Karl-Räder-Str Ludwigshafen/Deutschland Tel Fax info.peters@bilfinger.com