Laser-SLAM-Based Mobile Mapping mit Software-Integration und Visualisierung

Für die Darstellung von 3D Modellen sind Punktewolken gut geeignet. Eine Punktewolke besteht aus einer Sammlung von Punkten, wobei jeder Punkte Koordinaten (X, Y, Z) und ggf. weitere Attribute, wie zum Beispiel Farbe hat. Die Erfassung von Punktewolken kann durch mehrere verschiedene Verfahren durchgeführt werden. In der Archäologie werden heutzutage vielerorts photogrammetrische Strategien zur Gewinnung von 3D Daten Angewendet. Dabei werden Bilder von verschiedenen Standorten miteinander verglichen mit dem Ziel der exakten dreidimensionalen geometrischen Rekonstruktion. Diese Aufnahmen erfolgen mit dem sogenannten 'Stop and Go'-Prinzip mit einem Stativ. Dabei muss das Stativ an verschiedenen Positionen aufgestellt und Messungen durchgeführt werden. Durch das Zusammenfügen der verschiedenen Messungen kann das Objekt oder der Standort dreidimensional rekonstruiert werden. Messungen mit diesem Verfahren erfordern einen hohen Zeitaufwand, sowohl für die Messung, als auch für das Weiterverarbeiten der Punktewolke. Ein weiterer Nachteil ist, dass man durch das Erstellen von Bildern abhängig von Lichtverhältnissen ist.

Kürzlich kamen professionelle Handheld/Mobile 3D Laser Scanning-Systeme auf den Markt, die eine neue Generation von relativ günstiger Hardware darstellen. Die Erfassung der Punktewolke mit diesen Geräten basiert auf LiDAR und SLAM Technologien. Dadurch sind Messungen nicht abhängig von den Lichtverhältnissen. Auch die Durchführung und Verarbeitung soll um einiges schneller sein, als bei dem photogrammetrischen Verfahren. Das Ziel ist ein Vergleich zwischen den Messungen mit den Handheldscannern zu dem 'Stop and Go' Prinzip. Bei dem Vergleich sind mehrere Punkte wichtig: Messdauer, Verarbeitungsdauer und Messgenauigkeit.

Bei den Handheldscannern wird zwischen zwei Kategorien unterschieden. Zum einen gibt es professionelle Geräte mit dem Wert von ca. 50'000 CHF und zum anderen Consumer Geräte, die billiger als 2'000 CHF sind.

Der Vergleich wird zwischen 'Structure from Motion' zu den verschiedenen Handheldscannern gemacht. Der Hauptanwendungsfall dieser Technologien ist die Archäologie. Ein weiteres Ziel ist es nun weitere Anwendungsfälle und deren Interesse daran aufzuzeigen.

Zusammen mit der Studie wurde eine Bachelorarbeit durchgeführt bei der die Handheldscanner getestet und die Punktewolken ausgewertet wurden. Zusätzlich wurde noch der Point Cloud Browser und die Point Cloud Pipeline entwickelt im Rahmen der Bachelorarbeit. Als Rahmenbedingung sowohl bei der Studie, wie auch der Bachelorarbeit wurde das Verwenden von Open Source Programmen gesetzt.