Der immense Zeitgewinn der mobilen Erfassungssysteme bei der Datenerhebung gegenüber den stationären Laserscannern ist nicht nur beeindruckend, sondern eröffnet neue Möglichkeiten bei der Abwicklung von Projekten.
Ob der Einsatz stationärer Laserscanner dadurch hingegen nicht mehr notwendig ist, lässt sich nur bei genauerer Untersuchung der Punktwolken beider Systeme beurteilen. ANGERMEIER INGENIEURE hat dazu eine Lagerhalle mit dem Trimble X7 und dem NavVis VLX3 erfasst und die Punktwolken über identische Referenzpunkte ausgewertet. Der nachfolgende Vergleich der Qualität der VLX3-Punktwolke gegenüber der X7-Punktwolke ist überraschend gut, deckt allerdings auch bestehende Schwachstellen auf.
Abbildung 1: Übersichtsscan der Lagerhalle
Beim Vergleich der Punktwolken des VLX (in den nachfolgenden Abbildungen stets die roten Punkte) mit der Punktwolke vom X7 (in den nachfolgenden Abbildungen stets die grünen Punkte) fällt grundsätzlich auf, dass die beiden Punktwolken hinsichtlich ihrer absoluten Lagegenauigkeit sehr gut übereinstimmen.
Abbildung 2: Die Screenshots zeigen zwei Horizontalschnitte durch eine freistehende Stütze und eine Stütze an der Außenwand
(Schnittstärke ca. 20 cm), welche von beiden Systemen vollständig erfasst wurden. Systematische Abweichungen sind hier nicht erkennbar.
Auch die absolute Höhengenauigkeit ist sehr zufriedenstellend. Die Unterschiede der Punktwolken machen sich in erster Linie durch die bekannten Rundungseffekte der VLX-Punktwolke bemerkbar.
Abbildung 3: Screenshot eines Vertikalschnittes durch das Dach (Schnittstärke ca. 20 cm)
Die Bodenpunkte beider Punktwolken wurden mittels einer Inspektionskarte gegeneinander verglichen. Eine eingefärbte Karte und ein Diagramm entlang einer festgelegten Schnittlinie zeigen die Abweichungen. Es lässt sich hierbei feststellen, dass in Bereichen, in denen beide Systeme standen / gelaufen sind, die Abweichungen sehr gering sind.
Abbildung 4: Abweichungen der Halle entlang der Schnittlinie im – von beiden Geräten – dicht erfassten Bereich. Die Abweichungen entlang dieser Schnittlinie lassen sich über das Diagramm erkennen und sind < 1cm.
In Bereichen, die vom VLX (aufnahmebedingt) nur aus weiteren Distanzen erfasst wurden, lässt sich feststellen, dass hier die Abweichungen deutlich zunehmen. In der nachfolgenden Abbildung verläuft die Schnittlinie durch die Mitte der Halle. Hier reichen die Abweichungen bis zu 2 cm.
Abbildung 5: Abweichungen der Halle entlang der Schnittlinie im – von beiden Geräten – schlecht erfassten Bereich. Die Abweichungen entlang dieser Schnittlinie lassen sich über das Diagramm erkennen und reichen bis zu 2 cm.
Die nachfolgenden Bilder zeigen nochmals die Trajektorie (gelbe Punkte im linken Intensitätsbild) und die Einzelstandpunkte der X7-Scans (orangene Dreiecke) zueinander. In der Mitte der Halle ist der VLX nicht gelaufen. Somit ist hier die Abweichung in der Inspektionskarte (und im Diagramm) auch etwas höher (hellblauer Bereich im rechten Bild).
Abbildung 6: Übersichtskarten über den Laufweg bzw. die Standpunkte der Geräte
An kleineren Strukturen wirken sich die bereits oben angesprochenen Rundungseffekte leider sehr stark aus. Die Geometrie der rechteckigen horizontalen Metallträger an der Außenwand weicht deutlich von der eigentlichen Geometrie ab. Eine Kante ist in der VLX-Punktwolke nicht mehr erkennbar.
Abbildung 7: Vertikalschnitt durch die Außenwand (Schnittstärke ca. 20 cm)
Abschließend lässt sich zusammenfassen, dass das Ergebnis der VLX-Punktwolke gegenüber der X7-Punktwolke als sehr gut zu bewerten ist, vor allem in Bezug auf die absolute Lagegenauigkeit und trotz der eher instabilen Aufnahmekonfiguration ohne Loopclosures. Dies unterstreicht die gute Stabilität des SLAM-Algorithmus.
Der Geschwindigkeitsvorteil ist nochmals besonders hervorzuheben. Bei einer Aufnahmezeit von 16 min für hier ca. 7000 m² erweist sich der VLX3 als eine echte „Quadratmetergranate“. Die reine Aufnahmezeit mit dem X7 belief sich hingegen auf mehr als 2 Stunden. Auch im Büro ist der Aufwand für die Auswertung beim VLX3 wesentlich geringer als beim X7, da nach Upload der Daten und den Parametereinstellungen die Prozessierung automatisch in der Cloud erfolgt. Die Kosten für das Processing in der Cloud (abgerechnet nach erfasster Fläche) sind hierbei allerdings zu berücksichtigen. Bei den bereits zuvor bekannten Effekten an feineren Strukturen und in höheren Entfernungen zum Gerät, hoffen wir auf Verbesserungspotential bei der Weiterentwicklung.
Entscheidend ist letztendlich der Anwendungsfall. Bei sehr hohen Genauigkeitsanforderungen und einer hohen Detailschärfe der Objekte im Scan ist ein stationärer Scanner immer noch unverzichtbar.
Für die meisten Anwendungsfälle, wie hier im Bereich des Mietflächenaufmaßes, sind die Ergebnisse hingegen absolut zufriedenstellend und weit ausreichend.
