Darstellung von Mess- und Auswerteprozessenhochschule-bochum.de/fileadmin/media/fb_v/labore/photogrammetrie/4... · . Leica Geosystems. ... Paraform. Paraform. . Raindrop Geomagic

H.-J. Przybilla Mess- und Auswerteprozesse 1

Terrestrisches Laserscanning

Darstellung von Mess-und Auswerteprozessen


Software

Produkte unterstützen den kompletten Mess- und Auswerteprozess: Datenerfassung (Scan) Orientierung (Registrierung) der Punktwolken Objektbildung Datenaustausch mit 3rd party Produkten, z. B. Scan-Import über PTS/PTX-Formate Export von Punktwolken

(zur Modellbildung im CAD) Export von Objekten (zur CAD Aufbereitung)


Quelle: http://scanning.fh-mainz.de

Producer Type Link to Producer

Inn.Tec s.r.l. Reconstructor, Surveyor www.topotek.it

InnovMetric Software Polyworks Modeler www.innovmetric.com

INUS Technology RapidForm www.rapidform.com

Instituto Universitario di Architettura di Venezia OrthoLaser www.iuav.it

kubit GmbH PointCloud www.kubit.de

metrologic group Metrolog II www.metrologic.fr

Leica Geosystems Cyclone / Cloud Works www.leica-geosystems.com

Paraform Paraform www.paraform.com

Raindrop Geomagic Geomagic Studio www.geomagic.com

SDRC Imageware Surfacer www.sdrc.com

Z+F UK Ltd. Light Form Modeller www.zf-uk.com

Hersteller

3rd Party

Software

http://www.topotek.it/�

http://www.innovmetric.com/�

http://www.rapidform.com/�

http://www.iuav.it/�

http://www.kubit.de/�

http://www.metrologic.fr/�

http://www.leica-geosystems.com/�

http://www.paraform.com/�

http://www.geomagic.com/�

http://www.sdrc.com/�

http://www.zf-uk.com/�


Hersteller-Software Z+F

Scannersteuerung LR Control + LR Viewer ZF LaserControl

Registrierung (Targetmessung)

ZF LaserControl(D)LFM (UK)

GeoreferenzierungZF LaserControl / Neptan (D)LFM (UK)

Objektbildung LFM und LFM Server (UK)


Hersteller-Software Z+F

Bedienung über Notebook/PC Visualisierung und Kontrolle der Scandaten Direkte Messfunktionen Verknüpfung von digitalem Bildmaterial Umfangreiche Exportfunktion


Z+F LaserControl

LFM Modeller Erstellen von 3D Modellen Leistungsstarker Modellieralgorithmus Diverse Exportschnittstellen

LFM Server Generieren von Datenbanken Kollisionsprüfung zwischen Punktwolke und 3D

Modell Erstellen von RohrleitungenOptional: Autodesk AutoCAD / Bentley Microstation

LFM NetView Datenaustausch via Internet KommunikationstoolH.-J. Przybilla Mess- und Auswerteprozesse 7

Z+F Light Form Modeller Familie

Visual Sensor Fusion®: Verknüpfung von 3D-Punktwolken mit 2D-Fotos Bestimmung der Tätergröße

JRC 3D Reconstructor®: Messfunktionen Punktwolkencolorierung / Textuierung Soll-Ist-Vergleich


VSF & JRC 3D Reconstructor


Z+F Software: Datenformate

AutoCAD 3D Microstation SE & J & V8 Autoplant (Intelligent) PDS via Microstation AVEVA PDMS (11.6) & AVEVA Review (6.3) Smart Plant Review Bentley Plantspace über Microstation Factory CAD Envision/IGRIP Cyclone, Leica Alle anderen Systeme die einen Import von

ASCII Daten unterstützen


Hersteller-Software: Leica-Geosytems

Scannersteuerung Cyclone Scan

Registrierung (Targetmessung) Cyclone Register

Georeferenzierung Cyclone Register

Objektbildung Cyclone Model / Cloudworx

SCAN

Leica Cyclone 7.0 Modulübersicht

REGISTER

MODELSURVEY

VIEWER

SERVER


Erfassen von Laserscans

SmartScan Technology

Georeferenzierung im Feld

Autom. Zielmarkenerkennung, -extrahierung und

-prüfung

Prüfung der Scans durch externe Messungen

Polygonierung, Freie Stationierung, Absteckung,

Aufstellung über bekanntem Punkt

(ScanStation C10)

Automatische PunktwolkeneinfärbungH.-J. Przybilla Mess- und Auswerteprozesse 12

Leica Cyclone 7.0 - SCAN

Steuerung der Scanauflösung über Laptop

automatische Zielmarkenerfassung, Polygonierung & Freie Stationierung

Kalibrierungstest, Kontrolle durch Zwei-Achs-Kompensator, Steuerung von Leica Scannern


Leica Cyclone 7.0 - SCAN

Erfassen von Laserscans

Verknüpfung und Georeferenzierung

Unterstützt Daten von Leica Geosystems

HDS-Scannern und anderer Hersteller

Automatische Verknüpfung von Zielmarken oder

3D-Objekten

Einfache Georeferenzierung zu Vermessungs-

oder Kontrolldaten

Genaueste Punktwolken-Registrierung


Leica Cyclone 7.0 - REGISTER


Kombination aller möglichen Registrierungsarten

− Zielmarken,

− Punktwolken

− Objekte

Funktionsgestützte systematische Bedienung

Detaillierte Statistiken und Histogramme



Objektdatenbank-Technologie für

effiziente Datenverwaltung

Registrierung durch Methoden der

Bündelblockausgleichung




Bearbeitung von Punktwolken

Mehrere Visualisierungsmodi

Texture Mapping und Orthophotos

Objektbearbeitung Architektur und Anlagenbau:

− “Best-Fit”-Modellierung,

− Objektkataloge,

− Kollisionserkennung

− Automatisierte Modellierung von Rohrverläufen


Leica Cyclone 7.0 - MODEL


Hoch-/Tiefbau und andere Branchen:

− “As-Built”-Dokumentation,

− Höhenlinien und Querprofile

− Vermaschung, Volumina, Flächen,

Durchfahrtshöhen

Zahlreiche Import-/Exportmöglichkeiten



Messen

Bearbeiten großer Punktwolken

Visualisierung

3D-Modellierung

Bearbeitung von Rohrsystemen




Shared/Unshared Modus

Single/multi-processor computers

Bis zu 10 gleichzeitig arbeitende Benutzer

Server verhindert Datenredundanzen

Unterstützt alle Cyclone u.

CloudWorx Anwendungen

Simultaner „multi-user access“H.-J. Przybilla Mess- und Auswerteprozesse 20

Leica Cyclone 7.0 - SERVER

Paralleles Bearbeiten von Laserscandaten

Import Export

Daten von CAD über COE

(Cyclone Object Exchange)

Kontrolldaten aus ASCII-

Formaten

X-Function DBX

Punktdaten in Standardformaten:

XYZ, PTS, PTX, DXF

X-Function DBX, Land XML

Punktdaten in speziellen Formaten:

PTG, PTZ, ZFS, TOPO pci & cwf

Bild- und Modelldaten:

COE, BMP, JPEG, TIFF


Leica Cyclone 7.0 - Datenaustausch

Kostenfreie Software zur Navigation in 3D

Punktwolken und 3D Modellen

Zahlreiche Funktionen, wie

− das Messen von Distanzen,

− Markieren und

−Beschriften

Cyclone Objektdatenbank ermöglicht gleich-

zeitiges Bearbeiten von Laserscandaten


Leica Cyclone 7.0 - VIEWER

Leica TruView ist eine Software zur Betrachtung

und Durchführung von Messungen innerhalb

grosser Punktwolken, auch ohne Erfahrung im

Laserscanning, in CAD oder 3D-Technologie.

Erlaubt einfaches Messen, Markieren und

Bemassen

TrueViews werden aus Cyclone heraus erstellt


Leica True View

http://www.leica-geosystems.com/de/Leica-TruView-Cyclone-PUBLISHER_64524.htm


Leica True View

http://www.leica-geosystems.com/de/Leica-TruView-Cyclone-PUBLISHER_64524.htm


Erfassung ModellbildungObjektbildung

Projektablauf

Scannen

Tachymetrie

Verknüpfen der Scans


Örtliche Aufnahme

Scannersteuerung LaserControl / LR Viewer ZF

Registrierung (Targetmessung) LR Viewer (D) ZF

Georeferenzierung LR Viewer / Neptan (D) ZF

Objektbildung Cyclone Model / Cloudworx LG

Modellbildung MicroStation / Sketchup B/GE


Projektablauf: Örtliche Aufnahme







Targetmesung


Targetmessung


Georeferenzierung







Jede Laserscanner-Aufnahme befindet sich zunächst in einem lokalen Koordinatensystem.

Ziel: Georeferenzierung aller Scans in einem übergeordneten Koordinatensystem.

Für die Transformation der einzelnen lokalen Systeme müssen pro Scan mindestens 4 Targets gemessen werden

X

ZY

Y

X

Z

Georeferenzierung


Bestimmt werden in Bezug auf das übergeordnete XYZ-System für jeden Scan:

3 Standpunktskoordinaten → Translationen(Ursprung des jeweiligen Scanner-Systems)

3 Drehwinkel → Rotationen

3-D Helmert-Transformation (6 Parameter, Maßstab = 1)

Mit dem in Z+F LaserControl integrierten System NEPTAN ist eine simultane Bestimmung der Transformationsparameter aller Scans möglich.

Georeferenzierung


Scanner-positionen

37 verknüpfte Punktwolken in der 3D Ansicht nachräumlicher Blockausgleichung mit dem System NEPTAN

Georeferenzierung


Lokale Systeme (L1-L4) in benachbarte lokale Systeme oder

Georeferenzierung

Einzel-Scan: Verknüpfung über räumliche Helmert-Transformation (6 Parameter, Massstab=1) oder

Gesamtheit der Scans:Räumliche Block-Ausgleichung, d.h. simultane Bestimmung der Transformationsparameter

Globales System (G)


Georeferenzierte Punktwolke


Eigenschaften: Einheitliches Datum Basis für ausgewählte Messungen

(elektronischerZollstock) Basis für lokale oder ganzheitliche

Objektbildung i.d.R. kein Endergebnis!

Georeferenzierte Punktwolke

Cyclone Viewer kostenlos!


Auswertung (Objektbildung)

Erfassung Objektbildung

Gefilterte Scan-Daten

Ableiten geometrische Elemente

Werkzeug:Cyclone, Cloudworx…

Modellbildung


Objektbildung







Cyclone CloudWorx for AutoCAD

AutoCAD users can work efficiently with large point clouds directly using AutoCAD tools and commands! The CycloneCloudWorx application adds simple tools for viewing and working with slices of point cloud data to speed up 2D drawing creation. Powerful new modeling tools enable as-built piping models to be created from point cloud data in the AutoCAD environment.

Vergleichbare Produkte z. B. auch für Z&F „Light Form Modeler“

Objektbildung


Bentley CloudWorx (MDL-Applikation)

Bentley CloudWorx features powerful new tools to improve the workflow and reduce the time to work with point clouds and generate deliverables. Server and database configuration, point cloud management, and modeling of cylinders from point clouds all contribute to the process of working with point clouds in the CAD environment.

Vergleichbare Produkte z. B. auch für Z&F „Light Form Modeler“

Objektbildung


Prinzip der Objektbildung

Jedes Objekt kann durch Regel-Geometrien beschrieben werden, z. B. Zylinder, Kugeln, Ebenen,…

Das Objekt wird durch best angepasste Geometrie aus der Punktwolke modelliert:

die Regel-Geometrie wird vom Anwender in der Auswertesoftware vorgegeben,

deren Lage, Größe und Orientierung wird durch einen Kleinste-Quadrate Schätzung berechnet.


Objektbildung: Beispiel

Punktwolke Objektbildung“Ebene“ in der Punktwolke

Schritt 1 Schritt 3Schritt 2

EBENE

Auswahl der Regelgeometrie



Georeferenzierte Z+F Punktwolken in Cyclone (Leica Geosystems)



Punktwolke und modellierte Objekte in Cyclone


Datentransfer

Bidirektionaler Transfer der ausgewerteten Objekte (COE-Schnittstelle) Von Cyclone ⇒ CAD Vom CAD ⇒ Cyclone


Software

Cyclone COE Data Transfer for AutoCAD or forMicroStation

Efficient Software Utility for Robust Two-Way Data Transfer Cyclone™ Object Exchange (COE) Data Transfer is a

free software utility for exchanging data betweenCyclone software modules and AutoCAD (2000 or higher) and MicroStation (SE, /J and V8) software.

This robust data transfer software minimizes datacompatibility issues and reduces time-consumingoffice work that might otherwise be required toprocess models generated from point clouds withinAutoCAD or MicroStation.

The two-way data transfer provides convenientworkflow options.


Modellierung

Scan-Daten filtern

Ableiten geometrische Elemente

Geometrische Elementeim CAD verarbeiten

Erfassung Objektbildung ModellbildungObjektbildung Modellbildung


Modellierung: Beispiel

Optimiertes Flächenmodell in MicroStation V8 (Bentley Systems)


Modellierung: Beispiel

Punktwolke Objektbildung „Ebene“ in der Punktwolke

Texturiertes 3D-Modellim CAD-System



Modellierung mittels Dreiecksvermaschung

Kleine Modelle (max. 5 Mio. Punkte) können über eine Dreiecksvermaschungdigitalisiert werden

RapidForm 2004PP2 (INUS Technologie) ist ein Softwarepaket zur Erstellung geometrischer Volumenmodelle auf der Basis von Dreiecksvermaschungen


Modellierung mittels Dreiecksvermaschung

Eine automatisierte Bearbeitung der Daten ist nur teilweise möglich und bedarf einer aufwändigen manuellen Nachbearbeitung

Hole-Filling (Löcher schließen)

Smoothing (Glättung der Oberfläche)

Tweaking Polygon (Iterative Annäherung des Modells an Punktwolke)

Simplification (Reduktion der Oberflächeninformationen)


Dreiecksvermaschung: Beispiel

5 Scans mit Überlappungsbereich 10 Targets zur Verknüpfung der

Punktwolken keine Tachymetrie Datenvolumen: ca. 5,2 Mio Punkte Dateigröße: ca. 180 MByte

Animierte Punktwolkefarblich codiert

Bei dem Volumenmodell handelt es sich um ein archäologisches Objekt


Dreiecksvermaschung: Beispiel


Hole-Filling -rot markierte Löcherwerden gefüllt

Tweaking PolygonIterative Annäherung

Smoothing -Glättung derOberfläche

Bearbeitung der Punktwolke in RapidForm


Texturemapping

Über Verknüpfungspunkteim Bild und im Modell kann das Objekt texturiert werden

Struktur und Form des Objektes haben Auswirkung auf die Qualität der Texturierung


Erfassung ModellbildungObjektbildung

Projektablauf

Punktwolke vs. Modell

Orthophoto

Geometrische Elemente

Höhenlinienplan

3D-Modell

Documents

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