FARO Focus Scanner HDR

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Kalu62
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FARO Focus Scanner HDR

Wie funktioniert das Laser-HDR vom FARO Focus Scanner?

Kurt...

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Eric_Bergholz
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HDR Funktion Laserscanner

Hi,

bei dem normalen HDR für den Laserscanner, wie es bei verschiedenen Herstellern (FARO oder Leica RTC360 bzw. ZF Laserscanner) angewendet wird, werden verschiedene Aufnahmen mit integrierten Kameras gemacht. Wir kennen jetzt nicht alle Details zu der Anzahl bei jeden Hersteller. Beim FARO Scanner können 3 oder 5 Aufnahmen aus einer Aufnahmeposition eingestellt werden. Dabei werden verschiedene Belichtungen eingestellt. Diese aufgenommenen Bilder werden dann miteinander verrechnet. Bei Leica RTC360 sind 3 Kameras am Gehäuse angebracht und diese nehmen dann auch mehrere Aufnahmen auf. Die genaue Anzahl kennen wir noch nicht. Wird dann aber wahrscheinlich ähnlich ausgewertet. Probleme der 2 Verfahren ist die Zeit. Bei FARO werden 3 oder 5 Aufnahmen bei ca. 80 Bilder gemacht, dies dauert natürlich einige Minuten. Leica hat versucht dies zu optimieren indem 3 Kameras verwendet werden, welche gleichzeitig aufnehmen. Es werden aber auch weniger Bilder gemacht. Ich glaube 5 Positionen auf 360 Grad horizontal mit 3 Bildern, also 15 Bilder dann. Daher geht hier der Prozess natürlich viel schneller.

Beim FARO Scanner wurde dies damals nicht so konzipiert, da hier die Kamera nahe dem Spiegelzentrum im Strahlengang sitzt. Dies ist auch beim ZF Scanner so verbaut. Bei Leica sind die 3 Kameras am Gehäuse. Passen ja nicht alle in das Zentrum. Also der Abstand zum Zentrum des Lasers ist größer. Theoretisch müsste FARO und ZF damit das Paralaxen Problem zwischen Laserzentrum und Kamerazentrum deutlich besser im Griff haben. Der Abstand ist hier nur Submillimeter. Problem der Parallaxe ist, dass durch das unterschiedliche Laser und optische Zentrum ein Punkt im Raum von verschieden Punkten auf der Matrix in Bild von Scan und Bild abgebildet wird. Bei der Einfärbung der Punktwolke werden aber grundsätzlich die beiden Matrix aufeinander geschoben. Somit kann es zu Falschzuweisungen der Farbinformationen kommen. Dieser Effekt tritt eher bei kurzen Distanzen zu den Objekten stärker auf. Bei langen Distanzen ist er nicht so dominant. Sind optischen Zentren stärker getrennt, muss man definitiv mehr kalibrieren bei Produktion. Es kann dann noch der Scan zur Aufrechnung genutzt werden. Wissen wir aber nicht, ob dies gemacht wird. Wie groß der Einfluss in der Realität ist, hat noch niemand untersucht und ob dies die Kunden stark stört, liegen uns noch keine Informationen vor.

Wir können jetzt nur für FARO sprechen. HDR sieht da gut aus, dauert aber etwas länger, daher verwenden es die Kunden bei großen Projekten nicht so häufig. Weiteres Problem sind hier auch die Datengrößen. Die sind bei beiden Scanner recht sportlich. FARO bis zu 1 GB und Leica hat zur Zeit bis zu 2.5 GB pro Scan mit HDR. ZF haben wir leider keine Infos zu. Zum Vergleich normaler Farbscan bei FARO vielleicht bei ca. 300 MB. Dies sind ungefähre Größen. Hier muss die genauen Auflösungen usw. beachten. Dies sind dann auch erstmal die Rohdaten. In der Prozessierung kann man dies dann bestimmt kleiner rechnen.

Daher sind die FARO Entwickler auf die Idee des Laser HDR bzw. des Laser Illuminated HDR gekommen. Dies ist ein Kompromiss und ein neuer Ansatz. Hierbei werden die normalen Aufnahmen mit der integrierten Farbkamera des FARO Scanners verwendet, um diese mit Hilfe der Intensität der Scandaten zu verrechnen. Hierbei wird die Struktur des Intensitätsbild des Scans zur Verbesserung der Kamera - Aufnahmen herangezogen. Das ist nicht ganz so perfekt wie ein richtiges HDR Verfahren, bringt aber tolle Ergebnisse. Kann man hier sehen. Dies sind Laser HDR Aufnahmen von einem FARO S Scanner.

https://www.laserscanning-europe.com/de/blog/die-funktion-laser-illumina...

Mittels dem FARO Laser HDR werden die dunklen Bereiche hier sehr gut dargestellt. Das Interessante in dem Verfahren ist, dass es nur mittels der FARO Scene Software gemacht wird und es somit auch mit älteren Scannern funktioniert, die gar kein HDR haben. Man muss nicht gleich einen neuen Scanner kaufen. Auf jeden Fall ist die Entwicklung dieses Laser HDR Verfahren interessant und wir sehen mal, was da noch alles von den Herstellern in Zukunft kommt.

Eric Bergholz
Laserscanning Europe GmbH