Kürzlich beauftragte uns ein Kunde mit der Durchführung einer Ebenheitsanalyse einer brandneuen Betonpodiumplatte mit einer Größe von über 20.000 m².
Dieser Kunde ist ein Generalunternehmer und befürchtete, dass er aufgrund von Mängeln und Abweichungen hinsichtlich der Bodenebenheit, die über die Toleranzgrenze hinausgehen, eine erhebliche Nachzahlung leisten müsste. Im Anschluss sollte ein Holzbauer seine Arbeit aufnehmen, der strenge Anforderungen an die Ebenheitstoleranz des Bodens stellte. Wenn der Rahmenbauer feststellen sollte, dass der Beton um mehr als 6 mm auf 3 m geneigt war, würde er dem Generalunternehmer - unserem Kunden - etwa 50.000 $ für zusätzliche Arbeiten zur Anpassung und Nivellierung des Rahmens berechnen.
Zunächst erfassten wir für dieses Projekt die Betonoberfläche mit unserem FARO TLS-Scanner, einem branchenüblichen Gerät für solche Zwecke. Schnell stellte sich heraus, dass der Fußboden außerhalb der Toleranz lag, was es unserem Kunden ermöglichte, die Nachforderung an den verantwortlichen Auftragnehmer weiterzugeben.
So weit, so gut. Da ich bei diesem Außeneinsatz auch unseren neuen NavVis VLX dabei hatte, nahm ich mir extra 30 Minuten Zeit, um einen weiteren Scan durchzuführen; einfach nur um zu sehen, wie das Gerät abschneiden würde.
Die Ergebnisse haben mich und mein ganzes Team regelrecht umgehauen.
Aufbau und Workflow
Für diejenigen, die es wissen wollen, hier ein kurzer Überblick über die Arbeitsabläufe (sowohl für den TLS als auch für den mobilen Scanner):
Noch vor dem Scannen installierten wir etwa ein Dutzend Vermessungskontrollpunkte. Ich bin ja schließlich immer noch Vermessungsingenieur! Anschließend scannten wir mit dem FARO TLS, verarbeiteten und registrierten die Daten in der FARO-Software, konvertierten sie in Autodesk ReCap und übertrugen die Daten zur weiteren Bearbeitung in AutoCAD.
Zum Schluss verwendeten wir Carlson Point Cloud, um ein so genanntes Bare-Earth-Modell zu erstellen, indem wir Punkte über der Oberfläche des Betonbodens eliminierten. Dann haben wir ein 18-Zoll-Raster (entspricht ca. einem 45-cm-Raster) auf dieser Fläche erstellt. An jedem Gitterschnittpunkt haben wir in Carlson Punkte innerhalb eines Radius von neun Zoll analysieren und die durchschnittliche Höhe ermitteln lassen.
Oder anders gesagt, wir haben virtuelle Vermessungspunkte auf einem Raster gesammelt. Mit diesen Daten war es einfach, in Carlson eine Konturenkarte zu erstellen.
Als wir den NavVis VLX getestet haben, haben wir die Erstverarbeitung mit dem Cloud Processing Add-on für NavVis IVION durchgeführt. Von da an war der Arbeitsablauf derselbe wie bei unserem TLS.
TLS vs. mobiler Scanner: Viele Kontrollpunkte
Unser erster Eindruck von den NavVis VLX-Daten war, dass sie nicht ganz so sauber waren wie die TLS-Daten. Aber das hatten wir erwartet, und bei dieser Anwendung war es auch überhaupt kein Problem. Mit unserem Konturenkarten-Workflow, bei der in Carlson die Punktwolke verwendet wird, um einen Durchschnittswert aus einem Kreis mit einem Radius von neun Zoll zu ermitteln, konnten wir feststellen, dass die mit dem NavVis VLX erfassten Daten für unsere topologischen Erhebungen mehr als akzeptabel waren. Der NavVis VLX kann in Hinblick auf vermessungstechnisch relevante Daten also definitiv mithalten.
Aber auch wenn der mobile Mapper für die Topo-Vermessung geeignet ist, hatte ich erwartet, dass er bei der Analyse der Bodenebenheit an seine Grenzen stoßen würde und nicht mit einem TLS mithalten können würde. Er ist für diese Art von Arbeit einfach nicht geeignet, dachte ich mir.
Hinzu kommt, dass dies ein schwieriges Umfeld für SLAM-basierte Systeme war: Es gab nur wenige Ecken, Gebäude oder andere Merkmale, an denen sich das System hätte orientieren konnte. Ich habe durchaus mit schlechten Ergebnissen gerechnet.
Als wir jedoch die vom FARO Focus TLS und NavVis VLX erzeugten Konturenkarten verglichen, waren wir völlig überrascht. Wenn man sich die Hoch- und Tiefpunkte auf den Wärmekarten ansieht, stellt man fest, dass die Ergebnisse nicht exakt gleich sind, aber sie sind sich sehr ähnlich.
TLS vs. mobiler Scanner: Weniger Kontrollpunkte
Ich habe einem Kollegen von den Ergebnissen erzählt, und seine erste Frage war: Wie viel Kontrollpunkte habt ihr verwendet? Die Antwort: eine ganze Menge. Dann fragte er mich, ob ich wüsste, wie die TLS- und NavVis-VLX-Datensätze aussehen würden, wenn man weniger Kontrollpunkte verwenden würde.
Also habe ich den Vergleich mehrmals mit immer weniger Vermessungskontrolle ausprobiert, um zu sehen, wann der NavVis VLX an seine Grenzen stößt. Unten sehen Sie die Ergebnisse. Links ist die FARO TLS-Konturkarte und rechts die NavVis VLX-Konturkarte abgebildet.
Für das obige Beispiel haben wir alle Vermessungspunkte außer denen an den Ecken und Seiten des Betonbodens entfernt, so dass wir am Schluss nur noch fünf oder sechs Kontrollpunkte hatten. Beim nächsten Mal haben wir die Kontrollpunkte in den Ecken belassen und die in der Mitte entfernt.
Und schließlich haben wir für den letzten Test nur noch einen einzigen Kontrollpunkt verwendet.
In jedem Punkt hat der NavVis VLX unsere Erwartungen übertroffen. Wie man sehen kann, gibt es nicht viel, worin die mit dem NavVis VLX erfassten Daten den TLS-Daten nachstehen. Das war eine große Überraschung.
Fazit
Es ist wichtig zu betonen, dass dieses mobile Mappingsystem nicht als Instrument zur Analyse der Bodenebenheit beworben wird. Auch hier gilt: Es ist eigentlich nicht für diese Anwendung entwickelt worden. Jedoch war es genau genug, um zu zeigen, dass der Betonboden nicht den Vorgaben entsprach und unser Kunde mit Kosten von 50.000 Dollar rechnen musste - was wir auch mit dem FARO TLS herausgefunden haben.
Aus diesem Grund würde ich den NavVis VLX als Backup für solche Projekte mitnehmen. Wenn ich zum Beispiel vor Ort wäre und mein TLS ausfiele, würde ich darauf vertrauen, dass ich mich auf die vom NavVis VLX erzeugten Daten verlassen könnte.
Außerdem ist der Laserscanner super geeignet, um einen zweiten Kontrolldatensatz zu erfassen; etwas, das Vermessungsfachleute ohnehin gerne tun. Das hätte sich bei diesem Projekt als nützlich erweisen können. Einige der einzelnen TLS-Scans hatten sich verschoben und getrennt, so dass sie nur schwer zu einer einzigen Punktwolke registriert werden konnten. Notfalls hätten die NavVis VLX-Daten die Punkte liefern können, die ich brauchte, um die Lücken zu füllen, und mir geholfen, ein qualitativ hochwertiges Ergebnis zu erzielen.
Denken Sie mal darüber nach: Sie haben einmal die Gelegenheit, einen Standort zu untersuchen, ohne dass jemand in der Nähe ist. Warum also sich nicht 30 Minuten mehr Zeit nehmen, um einen zweiten Scan mit dem NavVis VLX zu machen, als Backup sozusagen? Klar, kostet das ein bisschen mehr Zeit, aber dafür erhalten Sie auch einen zweiten Datensatz, auf den Sie sich verlassen können. Und das könnte im späteren Verlauf wirklich einen enormen Unterschied machen.
Aber was ist nun die wichtigste Erkenntnis aus diesem Test? Mein Fazit bei dieser Bodenebenheitsanalyse war nicht, dass ich meinen TLS unbedingt gegen den NavVis VLX austauschen werde. Aber ich habe definitiv gelernt, dass dieser mobile Scanner ein zuverlässiges und genaues Gerät ist - und ich habe vor, ihn auch in Zukunft bei vielen Projekten mitzunehmen.
Wenn Sie sich direkt mit Jeff in Verbindung setzen möchten, um Fragen zur Studie, zu den Geräten oder zu den Dienstleistungen zu stellen, wenden Sie sich bitte direkt an ihn, entweder per E-Mail oder über Linkedin.