Punktwolke CAD – Digitalisierung macht einfach
Stellen wir uns folgende Aufgabe vor: Ein Architekt plant den Umbau eines älteren Gebäudes. Von diesem sind weder Grundriss- noch Fassaden-Pläne vorhanden.
Nun die Frage, wie geht man vor? Vor einigen Jahren hätte es in einer zeit- sowie kostenaufwändigen Lösung resultiert. Man hätte einige Ressourcen verbraucht und die Hilfe von einigen Fachleuten benötigt. Dank der Punktwolke CAD hat sich vieles erleichert. Heute kann man erfolgreich von einer „Komplettlösung“ sprechen– das Gebäude abscannen, Punktwolken aus den Daten erstellen und diese zu 2D CAD Plänen, oder 3D CAD Modellen umwandeln. Sie liefern die allerwichtigsten Informationen – genaue Grundriss- und Fassadenpläne sowie Längs- und Querschnitte – und können direkt dem Planer geliefert werden. Die Point Cloud hat interessante Vorteile.
Punktwolke CAD: Die Definition
CAD steht für Computer-Aided Design (dt. Computergestütztes Design) und bezeichnet eine Technologie für Design und technische Dokumentierung, die das manuelle Zeichnen durch einen automatisierten Prozess ersetzt. Sie steigert die Produktivität des Designers, verbessert die Designqualität, die Kommunikation durch Dokumentierung und erstellt Datenbänke von existierenden und nicht-existierenden Objekten zugleich.
Punktwolken sind zwar Datenbomben (sie werden aus mehreren Rohdaten abgeleitet, die aus gescannten physischen Objekten stammen, wie äußere und innere Gebäudeelemente, Prozessanlagen, Topografien und vorgefertigte Elemente), dennoch müssen sie so konvertiert und visualisiert werden, dass sie auch lesbar und nützlich sind. Hier kommt CAD ins Spiel.
Aus der Punktwolke CAD wird AutoDesk ReCap
Man kann bereits bekannte Softwares wie AutoCAD by AutoDesk verwenden. Allerdings müssen dafür die erfassten Daten in einem ReCap-Format vorliegen. Dafür muss man zuerst die AutoDesk ReCap Software verwenden, um die gescannten Daten in passende Punktwolken zu konvertieren.
Nun lassen sich die ReCap-Projekte direkt in AutoCAD importieren. Mit dem Befehl PUNKTWOLKENZUORD sind die Punktwolken in AutoCAD sichtbar.
Es lassen sich 3D-Punktwolken sowie Panorama Ansichten betrachten.
Mit dem Orbit Werkzeug kann der Nutzer die Punktwolke intuitiv navigieren. Je nach gewünschter Perspektive kann man sie zuschneiden und einen neuen Grundriss betrachten. Auch ist es möglich die Wolke zu manipulieren, sie neu auszurichten und zu verschieben.
Es gibt viele Firmen und Fachleute, die AutoCAD empfehlen und sogar selbst davon Gebrauch machen, um für ihre Kunden Pläne und Modelle zu erstellen. Ein so beliebtes Programm zu benutzen ist auch nicht umsonst. Ein einmonatiges AutoCAD-Abonnement kostet 240 € und ein einjähriges AutoCAD-Abonnement 1.935 €. Dennoch ist man bereit diesen Preis zu zahlen. Denn in einem Punkt ist man sich einig: das CAD-Modell ist aufgrund des Kosten- Nutzenverhältnis ein Favorit geworden und dient als optimale Ausgangslage zur Dokumentation, Präsentation, Planung und Optimierung.
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Voxelgrid beschäftigt sich mit Punktwolke CAD
Bei Voxelgrid, einem Unternehmen, das sich täglich mit der Bearbeitung von Punktwolken und CAD-Plänen beschäftigt, empfiehlt man Cloud Compare.
Cloud Compare ist eine kostenfreie Software zur Verarbeitung von 3D-Punktwolken (wie sie beispielsweise bei Voxelgrid mit einem Laserscanner erhalten werden). Sie kann aber auch Dreiecksnetze und kalibrierte Bilder verarbeiten.
Das Cloud Compare-Projekt begann ursprünglich während einer Zusammenarbeit zwischen Telecom ParisTech und der F&E-Abteilung von EDF in Frankreich. Sein Hauptzweck bestand damals darin, Änderungen in 3D-Punktwolken mit hoher Dichte, die mit Laserscannern in Industrieanlagen (z. B. Kraftwerken), oder Baustellen erfasst wurden, schnell zu erkennen. Danach entwickelte es sich zu einer allgemeineren und fortschrittlicheren 3D-Datenverarbeitungssoftware.
Heute ist es ein unabhängiges Open-Source-Projekt und eine freie Software.
Cloud Compare bietet eine Reihe grundlegender Tools zum manuellen Bearbeiten und Rendern von 3D-Punktwolken und Dreiecksnetzen. Sie bietet auch verschiedene Verarbeitungsalgorithmen, darunter Methoden zur Durchführung von:
- Projektionen (achsenbezogen, Zylinder- oder Kegelform, …)
- Registrierung (ICP-Algorithmus, …)
- Entfernungsberechnung (Wolke-Wolke oder Wolke-Mesh, die Entfernung zum nächsten Nachbarn, …)
- Statistikberechnung (räumlicher Chi-Quadrat-Test, …)
- Segmentierung (Beschriftung verbundener Komponenten, Front-Propagation-basiert, …)
- Schätzung geometrischer Merkmale (Dichte, Krümmung, Rauheit, geologische Ebenen Orientierung, …)
Cloud Compare kann unbegrenzte Skalarfelder pro Punktwolke verarbeiten, auf die dann verschiedene Algorithmen angewendet werden können (Glättung, Gradienten Auswertung, Statistiken usw.) und die der Nutzer effizient visualisieren kann.
Der Benutzer kann interaktiv 3D-Elemente segmentieren, ein oder mehrere Elemente relativ zu den anderen drehen/übersetzen und einzelne Punkte, sowie Punktpaare, oder Punkttripel auswählen. Alles in Einem, ein Allrounder.
