Beim Mobile Mapping wird die Umgebung nicht von festen Standpunkten aus gescannt, sondern während der Bewegung, getragen in der Hand, auf dem Rücken oder auf einem Fahrzeug. Grundlage dafür ist ein Verfahren namens SLAM. Dieser Beitrag gibt Planern, Facility-Managern und Eigentümern einen Überblick, was mobile Systeme leisten und wo ihre Grenzen liegen.
Was SLAM bedeutet
SLAM steht für Simultaneous Localization and Mapping, also gleichzeitige Positionsbestimmung und Kartierung. Das Verfahren stammt aus der Robotik. Der Scanner misst fortlaufend Entfernungen zu seiner Umgebung, eine inertiale Messeinheit (IMU) erfasst Beschleunigungen und Drehungen. Aus beidem berechnet die Software laufend, wo sich das Gerät befindet, und fügt die Messungen zu einer zusammenhängenden Punktwolke zusammen. GNSS oder Zielmarken sind dafür nicht zwingend nötig, weshalb SLAM auch in Gebäuden, Tunneln und Tiefgaragen funktioniert.
Der Weg, den das Gerät zurücklegt, heißt Trajektorie. Kleine Fehler summieren sich entlang dieses Weges auf, man spricht von Drift. Gute Systeme gleichen diese Drift aus, indem der Bediener bereits erfasste Bereiche erneut durchläuft (Schleifenschluss) oder indem eingemessene Kontrollpunkte einbezogen werden.
Geräteklassen
- Handgeführte SLAM-Scanner: für Innenräume, Treppenhäuser, Technikflächen und Gebäude mit vielen kleinen Räumen. Beispiele sind GeoSLAM ZEB Horizon, Leica BLK2GO oder FARO Orbis, das die mobile Erfassung mit stationären Einzelscans verbindet.
- Rucksack- und Trolley-Systeme: für größere Hallen, Geschossflächen und Außenbereiche.
- Fahrzeuggestütztes Mobile Mapping: für Straßen, Schienenwege und Leitungstrassen, meist mit GNSS und Kameras kombiniert.
Leistungsdaten wie Reichweite und Punktrate unterscheiden sich je nach Modell und Generation erheblich und sollten im Einzelfall anhand der Herstellerangaben geprüft werden.
Genauigkeit realistisch einordnen
SLAM-basierte Systeme erreichen unter guten Bedingungen relative Genauigkeiten im Bereich von etwa einem bis wenigen Zentimetern. Wie gut das Ergebnis tatsächlich wird, hängt von der Umgebung ab: Lange, gleichförmige Flure, große leere Hallen oder Bereiche mit viel Glas bieten dem Algorithmus wenig Anhaltspunkte, und die Drift nimmt zu. Strukturreiche Umgebungen und eine sinnvoll geplante Laufroute mit Schleifen verbessern das Ergebnis deutlich.
Ein terrestrischer Laserscanner wie der FARO Focus arbeitet dagegen von stabilen Standpunkten aus und erreicht Genauigkeiten im Millimeterbereich. Für verformungsgerechte Aufmaße, Fassadenpläne mit hohem Detailgrad oder Bauteile mit engen Toleranzen bleibt er deshalb die erste Wahl. Mehr dazu unter Aufmaß-Genauigkeiten.
Typische Anwendungen
- Übersichtsaufnahmen großer Gebäude und Liegenschaften für das Facility Management
- Bestandserfassung von Produktionshallen, Lagern und Technikflächen
- Dokumentation von Tunneln, Straßen und Trassen
- schnelle Raumaufnahme als Grundlage für Grundrisse, bei denen Zentimetergenauigkeit genügt
Für Wohnflächenberechnungen kommt es auf die geforderte Genauigkeit an; bei Flächennachweisen mit rechtlicher Bedeutung ist der stationäre Scan in der Regel die sicherere Grundlage.
Mobil, stationär oder kombiniert
In der Praxis schließen sich die Verfahren nicht aus. Häufig wird ein Gebäude mobil im Überblick erfasst, während Bereiche mit hohen Anforderungen stationär gescannt werden. Beide Punktwolken lassen sich registrieren und gemeinsam auswerten. Ergänzend liefern Drohnen Dächer und Außenflächen, siehe Drohne und Laserscanner: Stärken, Grenzen, Kombination.
Mobile Mapping richtig einsetzen
Mobile Mapping mit SLAM ist schnell und für viele Übersichts- und Dokumentationsaufgaben ausreichend genau, ersetzt aber nicht den stationären Scan, wo Millimeter zählen. Welches Verfahren zu Ihrem Objekt passt, hängt vom Zweck der Daten ab; einen Überblick über unsere Arbeitsweise gibt die Seite Laserscanning.