Reflecon-Referenzpunkte

Im Bereich der 3D-Digitalisierung sind Marker unter Bezeichnungen wie "Referenzpunkte", „Targets“ oder „Tracking-Marker“ bekannt. Diese Begriffe beschreiben ihre Funktion im Digitalisierungsprozess präziser. Unter diesen stellen die Scanning-Marker eine spezielle Untergruppe dar, die in der Regel als nicht codierte Marker bezeichnet werden. Nicht codierte Marker sind die am häufigsten verwendeten im Bereich von 3D-Scannern, sowohl bei tragbaren Laserscannern als auch bei stationären Scannern. Die Ausrichtung anhand von Markerpunkten gilt derzeit als zuverlässigste Lösung, und diese Marker haben üblicherweise eine kreisförmige Form.

Nun bietet der Hersteller Reflecon, bekannt für seine 3D-Digitalisierungsprodukte wie Tarnish 12 oder TopoTrack Sprays, jetzt selbstklebende und magnetische Referenzpunkte an. Sie wurden speziell für den Einsatz mit strukturiertem Licht und Laserscannern entwickelt. Sie dienen als präzise Marker zur räumlichen Orientierung des Scanners und zur genauen Fusion der verschiedenen Scans. Je nach Scannersystem sind unterschiedliche Varianten erhältlich, um spezifischen Anforderungen gerecht zu werden, etwa hinsichtlich Größe, Haftung oder Reflexionseigenschaften.

Referenzpunkte sind unerlässlich, um hohe Präzision bei komplexen Geometrien oder großen Objekten zu erreichen. Sie gewährleisten eine stabile Punktzuordnung und verbessern die Scanqualität, indem sie Bewegungsfehler und den Rechenaufwand bei der Datenfusion reduzieren. Die Verwendung eines tragbaren Scanners bedeutet, dass nur ein begrenzter Messbereich pro Scan erfasst wird. Daher ist die Ausrichtung der Daten aus mehreren Scans entscheidend.

Warum runde Marker verwenden? In der maschinellen Bildverarbeitung erscheinen runde Aufkleber in den Bildern immer als Ellipsen, unabhängig vom Blickwinkel. Noch wichtiger ist, dass das Zentrum dieser Ellipsen im Raum konstant bleibt, was eine stabile Positionsbestimmung des Mittelpunkts ermöglicht. Unterschiedliche Durchmesser werden eingesetzt, um verschiedenen Szenarien gerecht zu werden. Zu kleine Marker sind bei wechselnden Scanabständen möglicherweise nicht deutlich sichtbar. Daher werden Marker mit verschiedenen Durchmessern für unterschiedliche Situationen verwendet.

Warum Referenzwürfel verwenden? Referenzpunkte sind entscheidend zur Erfassung komplexer Details, doch es gibt Herausforderungen, wenn Marker nicht angebracht werden können – etwa aufgrund kleiner Dimensionen oder empfindlicher Oberflächen. Zudem ist es wichtig, bei Modellrotationen oder mehreren Blickwinkeln während des Scans mit möglichst wenigen Markern auszukommen. Hier kommen die Reflecon-Würfel zum Einsatz: Sie verbessern nicht nur die Effizienz beim 3D-Scannen komplexer Objekte, sondern verringern auch die Abhängigkeit von Markern. Beim nächsten Scan eines Objekts auf einem Tisch genügt es, einige dieser Würfel um das Objekt herum zu platzieren, um den Arbeitsablauf erheblich zu verbessern – sie bleiben auch bei veränderten Perspektiven sichtbar, was das Scannen flacher Objekte erleichtert.

Welche Markierungsgröße sollte ich für meinen 3D-Scanner verwenden? Die meisten tragbaren 3D-Laserscanner arbeiten mit retroreflektierenden Zielen von 6 mm. Strukturiertes Licht bietet eine größere Bandbreite an Markergrößen, abhängig von der Auflösung und dem Messbereich. Eine gute Faustregel zur Berechnung der Punktgröße ist, sicherzustellen, dass jeder Marker zwischen 8 und 15 Pixeln im Bild einnimmt. Beispiel: Der Messbereich ist 400 mm breit und der Scanner nutzt 12-Megapixel-Sensoren (4000 x 3000 Pixel). Ein Pixel entspricht 400/4000 = 0.1 mm in der Breite. Die geeigneten Zielgrößen sollten also 8 bis 15 Mal größer sein – Marker mit 0.8 mm und 1.5 mm sind daher ideal für solche Anwendungen.