Van point cloud naar 3D-model

November 16, 2018

Creating a 3D CAD Model from a Laser Scanned Point Cloud (An Overview)

“Hoe maak je een 3D-model met een 3D-laserscanner?” 

Aangezien het een vraag is die ik vaak krijg, leek het me goed hier een antwoord op te formuleren. Wat volgt is geen gedetailleerd stappenplan, omdat er veel factoren zijn die beïnvloeden welke stappen je precies moet nemen. Denk aan het gewenste detailniveau, de scanapparatuur, en de gebruikte point cloud registratiesoftware en CAD-software. Aangezien dit per bedrijf verschilt, leek het me het beste om het algemeen te houden. 

Strikvraag

Voordat ik begin, wil ik erop wijzen dat de bovenstaande vraag in de titel enigszins misleidend is. Ik heb namelijk nog nooit van een 3D-laserscanner gehoord die zelf een 3D-model kan maken. Mocht zoiets wel bestaan, hoor ik het graag; het zou het volgende proces sterk stroomlijnen. De 3D-laserscanner levert namelijk de input voor een point cloud, die vervolgens gebruikt kan worden om een 3D-model te maken. Tot op heden geloof ik niet dat er een scanner is die met een druk op de knop een 3D-model kan maken.

Bekijk de whitepaper Scan 2 BIM. 

Het project dat ik als voorbeeld zal gebruiken is het gebouw van een Olympisch zwembad. We hebben de ruimte met de Trimble TX5 Laser Scanner gescand met de bedoeling om een 3D-model te maken van de wanden, het plafond en de constructie.

Onze eerste stap was het bezoeken en het scannen van de locatie. Door de scanner op zes verschillende locaties in te stellen, konden we het benodigde aantal punten verzamelen voor het vereiste detailniveau. Elke scan duurde ongeveer zes minuten en vanwege het aantal vlakke oppervlakken hoefden we geen doelen (targets) te gebruiken. Ik moet hierbij wel eerlijk zeggen dat dit eerder een uitzondering op de regel is dan de norm. In de meeste gevallen worden zowel bolvormige doelen als zwartwit geblokte doelen geplaatst die de registratiesoftware helpen de scans aan elkaar te hechten.

Hier ziet u een plattegrond van het gebouw met de locaties van de scanopstellingen.

Floor plan shot of building

Nadat we onze scans hadden uitgevoerd konden we terugkeren naar kantoor om onze scans te registreren.

Er zijn verschillende software opties voor het registreren van point clouds. In dit geval hebben we Trimble RealWorks gebruikt en zijn erg blij met de flexibiliteit die het biedt. RealWorks maakt het registratieproces eenvoudig: 

  1. Start de software op
  2. Importeer de bestanden uit de scanner
  3. Registreer

De grootte van de scans en het vermogen van uw computer bepalen hoe lang dit duurt, meestal een paar minuten per stuk.

Dit is een foto van de geregistreerde point cloud:

A Point Cloud

U kunt RealWorks gebruiken om het werken met de geregistreerde point cloud beter beheersbaar te maken. Het is vaak niet mogelijk om de hele cloud in één keer naar uw 3D-modelleringssoftware over te zetten vanwege de grootte van het bestand. Met de software segmenteert u de puntenwolk in hapklare stukken die de CAD-modelleringssoftware makkelijker kan verwerken. Dit duurt slechts enkele minuten met de meegeleverde tools in de RealWorks software.

De afbeelding hieronder toont de “Cutting Plane” tool uit RealWorks.

Met deze tool kunt u uitgesneden secties op alle X-, Y- en Z-assen genereren.

 

Nu de specifieke secties uit het model opgesplitst zijn, kan ik deze in mijn 3D-ontwerpsoftware importeren en beginnen met het modelleren van de muren, deuren, ramen, constructie, etc. De tijd die je kwijt bent aan het modelleren kan sterk variëren afhankelijk van hoeveel of hoe weinig details u uit de scan probeert te halen.

Bekijk ook onze Scan to BIM handleiding.

Het voordeel van opgesplitste secties uit de point cloud is dat u een sjabloon heeft om te volgen. Ik begin meestal eerst met de eenvoudigere items; muren, vloer en plafond. Daarna ga ik aan de slag met de constructie. De spanten zijn eenmalig gemodelleerd en vervolgens gekopieerd en geplakt.

Hier ziet u het voltooide model in Revit:

Hier is de constructie in Revit:

Toen het grootste deel van de muren en de constructie klaar was, kon ik een aantal secties en een plattegrond van het plafond (ceiling plan) te maken.

Nogmaals, dit was een vrij globaal overzicht. De totale tijd die dit project kostte was bijna niets in vergelijking met de tijd die het kost om op de traditionele manier as-built data te verzamelen en op basis daarvan te modelleren. Bovendien hoefden we maar een keer de locatie te bezoeken met de laserscanner en hebben we alle benodigde informatie in een bezoek verzameld. 

De tijd die het gekost heeft was als volgt:

  • Oppervlakte gebouw: 30,000 m²
  • Scantijd inclusief setup: 1 uur
  • Registratie, segmentatie, secties maken: 45 minuten
  • Exporteren: 10 minuten
  • Modelleren in Revit: 27 uur
  • Totale tijdsinvestering: Iets minder dan 30 uur
Vorige whitepaper
Best practices in BIM
Best practices in BIM

Alles wat u moet weten voor een succesvol BIM-project.

Volgende whitepaper
Constructible Magazine
Constructible Magazine


Bouw kennis op met Constructible

MELD U AAN!