3D-Handscanner erfassen Räume, während der Bediener durch das Gebäude geht. Sie sind schnell und handlich und werden deshalb sowohl für Bestandsaufnahmen als auch für den Abgleich von Bauausführung und BIM-Modell eingesetzt. Dieser Beitrag erklärt die Technik, typische Einsatzfelder und die Grenzen, die man bei der Auswahl kennen sollte.
Wie ein SLAM-Handscanner arbeitet
Grundlage ist SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), ein Verfahren aus der Robotik. Der Scanner misst fortlaufend Entfernungen zu den umgebenden Oberflächen, eine inertiale Messeinheit (IMU) erfasst Bewegungen und Drehungen. Aus beidem berechnet die Software in jedem Moment die Position des Geräts und setzt die Messungen zu einer zusammenhängenden Punktwolke zusammen. Anders als beim stationären Laserscanning entfallen das Aufstellen auf einzelnen Standpunkten und deren nachträgliche Registrierung.
Kleine Positionsfehler summieren sich entlang des Laufwegs auf (Drift). Eine durchdachte Route, bei der bereits erfasste Bereiche erneut durchlaufen werden, und eingemessene Kontrollpunkte halten diese Drift in Grenzen.
Gerätebeispiele
Auf dem Markt gibt es verschiedene handgeführte SLAM-Systeme, etwa von GeoSLAM, Leica (BLK2GO) oder FARO. Der 2023 vorgestellte FARO Orbis verbindet die mobile SLAM-Erfassung mit der Möglichkeit, an ausgewählten Stellen zusätzlich stationäre Einzelscans aufzunehmen, um die Genauigkeit in wichtigen Bereichen zu erhöhen. Damit schließt er einen Teil der Lücke zwischen rein mobilen Geräten und dem terrestrischen Scanner. Konkrete Leistungsdaten unterscheiden sich je nach Modell und Betriebsart und sollten anhand der Herstellerangaben für den jeweiligen Einsatz geprüft werden.
Einsatzfelder
Bestandsaufnahme
Handscanner spielen ihre Stärken in Gebäuden mit vielen kleinen Räumen, Fluren und Treppenhäusern aus, in Kellern und Technikräumen sowie überall dort, wo der laufende Betrieb kaum gestört werden soll. Eine Wohnung oder Büroetage ist in kurzer Zeit erfasst. Die Punktwolke dient als Grundlage für Grundrisse, Übersichtspläne und vereinfachte Bestandsmodelle.
Qualitätssicherung mit BIM
Während der Bauphase lässt sich der ausgeführte Zustand erfassen und mit dem Planungsmodell, etwa in Autodesk Revit, überlagern. So werden Abweichungen bei Wanddurchbrüchen, Installationstrassen oder Einbauteilen sichtbar, bevor sie verdeckt werden. Bereits 2019 haben wir hier auf ein Webinar der Firma Walbridge hingewiesen, das diesen Workflow von der Erfassung bis zum Abgleich im Revit-Modell zeigte, unter anderem bei der Abnahme von Gewerken und der Kontrolle von Installationspositionen.
Genauigkeit und Grenzen
Die Genauigkeit von SLAM-Handscannern liegt typischerweise im Bereich von etwa einem bis wenigen Zentimetern und hängt stark von der Umgebung ab. Lange gleichförmige Flure, große leere Hallen oder viel Glas bieten dem Algorithmus wenig Anhaltspunkte. Für Übersichtspläne, Facility Management und viele BIM-Abgleiche reicht das aus.
Für verformungsgerechte Aufmaße, detaillierte Fassadenpläne, Deformationsmessungen oder Bauteile mit engen Toleranzen bleibt der stationäre Laserscanner die erste Wahl. Wir arbeiten dafür mit dem FARO Focus und erreichen je nach Objekt und Genauigkeitsstufe ±1–3 mm. Auch bei Flächennachweisen mit rechtlicher Bedeutung ist der stationäre Scan die sicherere Grundlage. Ein BIM-Modell entsteht übrigens in keinem Fall automatisch aus der Punktwolke: Die Modellierung bleibt, auch mit halbautomatischen Werkzeugen, eine Auswertungsleistung; mehr dazu im Beitrag Scan to BIM und LOD.
Handscanner sinnvoll einsetzen
SLAM-Handscanner sind schnell, flexibel und für viele Bestands- und BIM-Aufgaben ausreichend genau, ersetzen aber nicht den stationären Scan, wo Millimeter zählen. Welches Verfahren für Ihr Gebäude passt, hängt vom Zweck der Daten ab; wie wir Bestandsmodelle erstellen, beschreibt die Seite BIM, Grundlagen zur Messung finden Sie unter Laserscanning.