Wie SLAM100 das Problem der Oberflächenberechnung unregelmäßiger Objekte löst

Kunststoff-Felsformationen sind in der Gartengestaltung weit verbreitet. Man findet sie in Themenparks, Freizeitparks, Ökotourismusgebieten usw., was ihren Stellenwert in der modernen Gartenlandschaft unterstreicht. Kunststoff-Felsformationen zeichnen sich durch ihre besondere und ansprechende Form aus, doch diese Eigenschaften führen zu einem unebenen und unregelmäßigen Erscheinungsbild, was die Berechnung ihrer Oberfläche für Ingenieure und Techniker erschwert. Gängige Berechnungsmethoden wie die Formel-, die Pfosten- oder die Stacheldrahtmethode zur Oberflächenberechnung sind daher oft ungenau.

SLAM100 ist ein von uns entwickeltes, mobiles 3D-Laserscanner-Gerät. Es ist klein und tragbar und erfasst schnell hochpräzise 3D-Laserpunktwolken von Objekten. Damit lassen sich 3D-Visualisierungsmodelle komplexer und unregelmäßiger Szenen erstellen und die Entfernung unregelmäßiger Objekte bestimmen. Geometriedaten wie Oberfläche und Volumen können berechnet werden, um Anwendungsanforderungen wie die Mengenermittlung im Bauwesen, die Landschaftsplanung und -gestaltung sowie die Abnahme zu erfüllen. SLAM100 wird für das digitale Scannen von Kunststoff-Steinzeug verwendet und bietet folgende Vorteile:

(1) 360°×270° Laser-Sichtfeld, das die gesamte Szene erfasst, kein toter Winkel beim Scannen;

(2) Drei eingebaute Kameras zeichnen die Scanszene auf und verwenden eine Punktwolkenfärbung, um die Ausdruckskraft der Punktwolke zu verbessern;

(3) Der SLAM-Nachbearbeitungsalgorithmus in Industriequalität garantiert die Genauigkeit der Punktwolke (relative Genauigkeit ≤ 2 cm) und gewährleistet so die Genauigkeit der Oberflächenergebnisse.

Nehmen wir als nächstes den Landschaftsstein eines Ferienortes in einer Küstenstadt als Beispiel und folgen wir dem SLAM100, um ihn gemeinsam zu "fegen".

Ziersteine ​​finden breite Anwendung in Gärten und eignen sich beispielsweise zum Aufschichten von Hügeln, zum Errichten künstlicher, freistehender Gipfel, zum Abgrenzen von Ecken, zum Verteilen von Akzenten, zum Einfassen von Uferbefestigungen, zum Bau von Steintreppen usw. (siehe Abbildung unten). Ein Ferienresort kauft eine Charge Ziersteine ​​zur Parkgestaltung und muss deren Oberfläche für die Projektabrechnung und -abnahme messen.

Landschaftssteinfassade

Die Landschaftssteine ​​sind bandförmig von West nach Ost angeordnet, etwa 57 m lang, und ihr höchster Punkt liegt etwa 5,2 m über dem Boden. Aufgrund der eingeschränkten Sicht können die Daten von oben nicht durch seitliches Scannen der Landschaftssteine ​​erfasst werden. Daher ist es notwendig, die Landschaftssteine ​​sowohl von der Seite als auch von oben zu scannen. Die Erfassung der gesamten Punktwolke dauert etwa 9 Minuten. Die wichtigsten Punkte der Datenerfassung im Gelände sind:

(1) Die Baustelle ist im Bau und es gibt viele Gerüste. Vor dem Scannen sollte der Weg vernünftig geplant und gesperrte Wege und Hindernisse vermieden werden;

(2) Der Pfad enthält so viele geschlossene Schleifen wie möglich, um eine Fehlerakkumulation durch langfristige Einzelpfadoperationen zu vermeiden;

(3) An Stellen, an denen das Scannen aufgrund der Verdeckung durch die Steine ​​nicht möglich ist, kann das SLAM100 in die Verdeckung hinein erweitert werden, um die Daten vollständig zu erfassen.

Feldscannen

SLAM100-Abtasttrajektorienroute

Zur Ausgabe der ursprünglichen Punktwolke wurde die Nachbearbeitungssoftware SLAM GO POST Pro verwendet. Anschließend wurde die Punktwolke optimiert, um eine hochpräzise Punktwolke zu erhalten. Dieser Vorgang dauerte 16 Minuten.

Hochpräzise Punktwolke

Die hochpräzise Punktwolke umfasst Konstruktion, Vorbereitung usw., und die Punktwolke der Landschaftssteine ​​wird durch manuelles Schneiden aus der ursprünglichen Punktwolke extrahiert, was für die spätere Modellverpackung und -reparatur von Vorteil ist.

Landschaftsstein-Punktwolke

Punktwolken-Packaging und Modellrestaurierung. Das Prinzip besteht darin, das Volumenmodell durch viele kleine, räumliche Dreiecksflächen anzunähern und wiederherzustellen, um große Verformungen zu vermeiden. Die grüne Umrandung markiert die Grenze des Lochs im ursprünglichen Packing-Modell. Die Oberflächenanpassung durch die Punktwolke um das Loch herum, die Reparatur des Lochs und der Abschluss des Punktwolken-Packagings dauern 4 Stunden. Die berechnete Oberfläche beträgt 1248,4 m².

Einkapselung und Restaurierung eines Landschaftssteinmodells (teilweise)

Es dauerte zwei Tage, bis der Eigentümer, der Bauleiter und das Bauunternehmen die Arbeiten übernommen hatten. Die vermessene Fläche betrug 1493,7 m². Die Auswertung und Anwendung von SLAM100 und der zugehörigen Software dauerte 4,5 Stunden. Die vermessene Fläche betrug 1248,4 m², die Reduzierung 245,3 m² bzw. 16,4 %.

SLAM100 kann die Oberfläche unregelmäßiger Kunststoff-Steingarten schnell und genau messen und ein digitales Scannen und eine visuelle Darstellung der Kunststoff-Steingarten realisieren. Dies erleichtert mehrere Vor-Ort-Prüfungen durch Eigentümer und Bauunternehmen und bietet eine zuverlässige Datengrundlage für die Auditverifizierung.