Skip to content
Bulent Yusuf Di, Dez 1, '20 4 min read

Das Duell der Laserscanner: NavVis VLX vs. TLS

Ist der NavVis VLX schneller und genauer als ein terrestrischer Laserscanner? Genau das wollten wir in unserem Test herausfinden.

Eines unserer Leitprinzipien lautet „We love spatial technologies“ - Wir lieben 3D-Technologien. Und das stellen wir jeden Tag erneut unter Beweis, indem wir die Grenzen des Möglichen in Sachen mobile mapping stets neu definieren und unsere Technologien immer weiter verbessern.

Um einmal zu zeigen, was unsere mobilen Mapper so können, haben wir unseren NavVis VLX in einem speziellen Test gegen einen herkömmlichen terrestrischen Laserscanner (TLS) antreten lassen und die Ergebnisse jeweils in Hinblick auf Genauigkeit und Scangeschwindigkeit verglichen. Dabei kamen zwei unterschiedliche (anonymisierte) TLS zum Einsatz, TLS A und TLS B.

Und nur so viel sei verraten: Die Ergebnisse können sich sehen lassen. Wie im Video zu sehen, haben wir im Rahmen unseres Tests eine Fläche von etwa 500 m² unseres Büros in München mit den unterschiedlichen Scannern erfasst. Während der Scan mit dem NavVis VLX nur 25 Minuten dauerte, war der TLS A mit zwei Stunden deutlich langsamer. Der Scan mit dem TLS-Gerät B in Kombination mit einer Totalstation dauerte sogar ca. fünfeinhalb Stunden.

Durchschnittlich ist der NavVis VLX bei kleineren Projekten also etwa 10-mal schneller als ein TLS, bei größeren Projekten ist die relative Zeitersparnis sogar noch größer. Aber wie sieht es eigentlich mit der Genauigkeit aus? Unsere Ergebnisse zeigen, dass 68 % (ein Sigma) der mit dem NavVis VLX erfassten Messungen im Vergleich zu einem TLS-Scan in einem Bereich von 0 bis 3 mm Unterschied liegen - definitiv mehr als ausreichend für die meisten Scanprojekte.

Die Unterschiede zwischen mobilen und statischen Scannern

Was in dem Video sofort auffällt, sind die Unterschiede bei der Erfassung der Daten. Im Gegensatz zu einem TLS, der Daten von einer einzigen Position aus aufnimmt, erfassen mobile Geräte kontinuierlich Daten an mehreren Positionen, während sie durch eine Umgebung bewegt werden.

(Ein weiterer Unterschied zu statischen Scannern: Mit Hilfe von Softwareupdates verbessern wir kontinuierlich die Datenqualität unserer mobilen Scanner. Wie das im Detail funktioniert, können Sie hier nachlesen.)

Wenn wir uns also auf die Genauigkeit eines TLS beziehen, sprechen wir über die Genauigkeit von diskreten Messungen an einer einzigen Position. Die Genauigkeit eines Scans, der mit einem mobilen Mappingsystem durchgeführt wird, basiert hingegen auf einer Vielzahl von diskreten Messungen, die kontinuierlich durchgeführt werden. Dieser Bewegungspfad aus sehr eng beieinander liegenden Scanpositionen wird auch als Mapping-Trajektorie bezeichnet.

Für eine Scanposition werden im Datenblatt eines TLS in der Regel bestimmte Konfidenzniveaus in Verbindung mit der Standardabweichung aufgeführt. Oftmals wird dort 1-Sigma angegeben, was einem Konfidenzniveau von 68 % entspricht, manchmal aber auch 2-Sigma, was einem Konfidenzniveau von 95 % entspricht. Eine Standardabweichung von 5 mm mit einem Konfidenzniveau von 1-Sigma oder 68 % bedeutet, dass 68 % aller Messungen innerhalb eines Bereichs von 5 mm Genauigkeit liegen müssen.

Navvis-VLX-vs-TLS-blog

NavVis VLX vs. TLS: Testbedingungen und Ergebnisse

Als Testumgebung diente ein Teil unseres Münchener Büros (ca. 500 m²), von dem zunächst ein Referenzscan mit Hilfe des TLS B angefertigt wurde. Dieser dauerte 5 Stunden und 30 Minuten und beinhaltete insgesamt 21 Scanpositionen.

Um die höchstmögliche Genauigkeit des Referenzdatensatzes für die Auswertung zu gewährleisten, kamen Kontrollpunkte zum Einsatz, die mit einer Totalstation eingemessen wurden. In unserem Whitepaper Evaluierung der Genauigkeit von mobilen Mappingsystemen finden Sie eine noch detailliertere Beschreibung unserer Methodik.

Das Scannen derselben Fläche mit dem NavVis VLX dauerte 25 Minuten. Die Daten des NavVis VLX sind aufgrund der vielen Scanpositionen in seiner Trajektorie viel umfassender. Ein weiterer Vorteil mobiler Systeme im Vergleich zu TLS besteht darin, dass es keine Schatten in der Punktwolke gibt.

Während das Video den Vergleich zwischen einem NavVis VLX und dem TLS A zeigt (Erfassung ohne Referenzkugeln), haben wir festgestellt, dass die globale cloud-to-cloud-Registrierung nicht korrekt funktioniert hat. Um jedoch eine komplette Transparenz zu gewährleisten, werden hier die Ergebnisse aus allen drei Datensätzen aufgeführt, um einen Vergleich der Genauigkeit zu ermöglichen.

Zuletzt möchten wir darauf hinweisen, dass die Scans teilweise zu unterschiedlichen Zeitpunkten durchgeführt wurden, wodurch Möbel und andere Objekte ein wenig verschoben worden sein können, was beim Vergleich der Punktwolken zu geringfügigen Abweichungen führt.

  NavVis VLX TLS A TLS B
Scanzeit 0 Std. 25 min 2 Std. 01 min 5 Std. 30 min
Panoramabilder 152 21 21
Rohdaten (GB) 9.8 2.2 -
Verarbeitete Daten (GB) 38.0 35.2 -
Vollständige Punktwolke (e57) 7.8 7.1 26.4
e57 (GB) (5 mm Punktdichte) 1.9 1.3 0.9
Anzahl der erfassten Punkte 74.147.621 44.987.455* 48.056.505*

*= (gefiltert nach 5 mm Punktdichte) 

Fazit

Im Rahmen unseres Tests haben wir unseren mobilen Mapper NavVis VLX gegen zwei andere Geräte antreten lassen und die Ergebnisse verglichen.

Dabei hat sich nicht nur herausgestellt, dass unser mobiler Scanner im Durchschnitt 10-mal schneller scannt als ein TLS, sondern auch in Sachen Genauigkeit absolut mithalten kann. Für größere Flächen wäre die Zeitersparnis sogar noch gewaltiger.

Wenn Sie gerne selbst einen Blick auf die Ergebnisse werfen wollen, können Sie hier die Punktwolkendaten herunterladen und sich von der Datenqualität des NavVis VLX überzeugen.

avatar

Bulent Yusuf

Bulent is the Content Marketing Manager at NavVis. He loves technology, writing, and above all speaking about himself in the third person.