Laserscanning
Laserstrahlformer und Spiegel zur berührungslosen Vermessung und Qualitätskontrolle
Laserscanner tasten mittels Laserstrahl umliegende Objekte ab und ermittelten deren Oberfläche und Form. Anwendung finden Laserscanner insbesondere beim Abtasten von Strichcodes und der Analyse von Körpern, das sogenannte 3D-Laserscanning.
Abscannen von Strichcodes
Beim Abscannen eines Strichcodes wird das zurückgeworfene Licht interpretiert: Über ein rotierendes, mit mehreren Spiegeln versehenes Rad wird ein Laserstrahl über den Strichcode geführt. Die unterschiedlichen Reflexionen der schwarzen Striche und der weißen Lücken werden über den das rotierende Spiegelrad an einen optischen Empfänger geleitet und ausgewertet (vgl. Abbildung 1).
Abbildung 1: Aufbau eines Laserscanners für Strichcodes
3D-Laserscanning
Beim 3D-Laserscanning wird die zeitliche Differenz zwischen ausgesendeten und zurückgeworfenen Laserstrahlen in ein 3D-Model transformiert. Dazu scannt ein Laser über ein rotierendes Spiegelrad in einem feinen Raster die ihn umgebenen Objekte und räumlichen Gegebenheiten ab. Beim Entsenden des Laserstrahls beginnt ein Timer zu laufen, der seine Zeitmessung erst stoppt, wenn die von den Objekten reflektierten Strahlen von einer Fotodiode innerhalb eines Laserlichtempfängers in ein elektrisches Signal umgewandelt wurden. Durch eine Kopplung mit Softwaresystemen und durch die ermittelte Zeit ist es möglich, die gescannten Körper und Oberflächen in ein 3D-Model zu transformieren und auf einem Display zu visualisieren. Zusätzlich kann über die zurückgeworfene Lichtintensität eine Aussage über die Helligkeit der Körper getroffen werden. Aus den gewonnenen Informationen der vielen tausend Einzelpunkte entsteht eine Punktwolke, die auf dreidimensionalen Koordinaten und Grauwerten der vermessenen Oberflächenpunkte basiert. Die zahlreichen Messpunkte erlauben eine schnelle, wirklichkeitsgetreue und reproduzierbare Abbildung der gescannten Objekte.
Anwendungsbereiche des Laserscannings
Während sich die Einsatzgebiete des Strichcode-Laserscannings hauptsächlich auf Bereiche wie Warenlogistik und Einkauf beschränken, sind die Anwendungsmöglichkeiten des 3D-Laserscannings vielseitig. Die berührungslose Messmethode ist auch für schwer erreichbare und komplexe Objekte, wie z.B. Brücken oder Dachkonstruktionen, geeignet. In der Architektur dient das Laserscanning z.B. der Berechnung und Planung von Fassadenaufmaßen. Im Bereich der Denkmalpflege können über das Laserscanning IST-Zustände von historischen Gebäuden ermittelt werden, die z.B. wertvolle Informationen für die Planung von Baumaßnahmen liefern. Das digitale Erfassen von Fabriken und deren Anlagen dient der Planung von Modernisierungs- und Umbaumaßnahmen. Ein weiterer Vorteil stellt die fortlaufende Produktion dar, wodurch Zeit und Kosten gespart werden können.
Auch im Bereich der Qualitätskontrolle kommen 3D-Laserscans zum Einsatz. Gescannte Produkte werden anhand ihrer Geometrie mit abgespeicherten SOLL-Modellen verglichen. Abweichungen der IST- zur SOLL-Form werden farbig dargestellt und gewährleisten eine effiziente Fertigung und Produktion. In verschiedenen Phasen der Fertigung sind durch Vergleichsmessungen z.B. Deformationen oder Korrosionen von Produkten nachweisbar.
Die Filmindustrie nutzt 3D-Laserscans für die digitale Visualisierung von Drehorten. So können z.B. Beleuchtung und Kamerapfade geplant werden. Auch die Gaming-Industrie nutzt lasergescannte Orte, um virtuelle Wirklichkeiten - sogenannte Virtual Realitys – modellieren zu können.
Für Laserscanner bedarf es verschiedenen hochwertigen Optiken, vom Strahlformungssystem bis hin zum halbdurchlässigen Spiegel. asphericon bietet eine Vielzahl qualitativer Optiken und zusätzliche Beschichtungen an, die ihren Laserscanner ideal an ihre Anforderungen anpasst.
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