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Die Erfindung betrifft ein Stativ zur Anwendung in der Lasermesstechnik und eine Anordnung des Stativs zur 3D Vermessung von Gebäuden, Bauwerken oder Einrichtungen oder Teilen davon, insbesondere zur 3D Vermessung von Fassaden eines Gebäudes und Bauwerkes.
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Unter Laserscanning versteht man ein berührungsloses Verfahren zur messtechnischen Erfassung von Punkten in Räumen oder an Objekten unter Verwendung eines Laserscanners, mit dem ein in der Regel schnelles Aufmaß auch unter schwierigsten Bedingungen erstellt werden kann. Ein Anwendungsgebiet dieses Messverfahrens ist die 3D Vermessung bestehender Gebäude, Bauwerke oder Einrichtungen oder Teilen davon im Bereich der Architektur und Denkmalpflege. Ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ist die 3D Vermessung von Fassaden eines Gebäudes und Bauwerkes.
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Beim Laserscanning handelt es sich in der Regel um ein mobiles Messverfahren, bei dem ein Laserscanner in einem Anordnungspunkt angeordnet und dabei in eine feste Position zu dem zu vermessenden Gebäude oder Bauwerk oder der zu vermessenden Einrichtung oder der zu vermessenden Fassade, nachfolgend Messobjekt genannt, gebracht wird. Der Laserscanner muss dabei in Bezug zu dem Messobjekt so positioniert sein, dass mit dem vom Laserscanner ausgesandten Laserstrahl nahezu die gesamte Oberfläche des Messobjektes „abgetastet“ werden kann. Bei großen bzw. durch Vorsprünge stark strukturierten Messobjekten kann es zu sogenannten schleifenden Schnitten kommen, was bedeutet, dass der vom Laserscanner ausgesandte Laserstrahl das Messobjekt in einem zu spitzen oder zu stumpfen Winkel trifft und dadurch keine exakten Messwerte bestimmt werden können. In solchen Fällen kann für eine exakte Vermessung des Messobjektes eine Anordnung des Laserscanners in mehr als einem Anordnungspunkt erforderlich sein. Die Position des Laserscanners muss in jedem Anordnungspunkt während des gesamten Messvorganges in Bezug zu dem Messobjekt unverändert sein. Verändert sich die Position des Laserscanners in Bezug zu dem zu vermessenden Messobjekt während des Messvorganges, beispielsweise infolge von Wind oder anderen Umwelteinflüssen, sind die Messergebnisse unbrauchbar.
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Je mehr Anordnungspunkte für die Vermessung eines Messobjektes erforderlich sind, in denen der Laserscanner in eine feste Position zum Messobjekt gebracht werden muss, je aufwändiger ist die Vermessung. Der Auswahl weniger geeigneter Anordnungspunkte kommt somit eine besondere Bedeutung zu.
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Zur festen Anordnung von Laserscannern in einem Anordnungspunkt für die 3D Vermessung werden üblicherweise Stative, wie beispielsweise Fotostative oder Ähnliches, verwendet. Für die Vermessung von Fassaden von Gebäuden sind bekannte Stative jedoch ungeeignet, weil der Laserscanner nicht oder nur bedingt in geeigneten Anordnungspunkten angeordnet und derart fest positioniert werden kann, dass sich die Position des Laserscanners in Bezug zu dem zu vermessenden Messobjekt während des Messvorganges nicht verändert und dass das gesamte Messobjekt bzw. ein möglichst großer Teil des Messobjektes vom Laserstrahl „abgetastet“ werden kann.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Stativ und eine Anordnung des Stativs zur Anwendung in der Lasermesstechnik für die 3D Vermessung von Gebäuden, Bauwerken oder Einrichtungen oder Teilen davon, insbesondere zur 3D Vermessung von Fassaden eines Gebäudes und Bauwerkes (Messobjekt), vorzuschlagen, mit dem ein Laserscanner in einem oder mehreren geeigneten Anordnungspunkten fest gegenüber dem Messobjekt in einer solchen Position in Bezug zum Messobjekt angeordnet werden kann, dass sich die Position des Laserscanners in Bezug zu dem zu vermessenden Messobjekt während des Messvorganges nicht verändert und dass mit dem vom Laserscanner ausgesandten Laserstrahl das gesamte Messobjekt bzw. ein möglichst großer Teil des Messobjektes abgetastet werden kann. Das Stativ soll leicht transportierbar und einfach handhabbar sein.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Stativ mit den Merkmalen des 1. Schutzanspruches gelöst. Die Ansprüche 2 bis 8 beschreiben vorteilhafte Weiterbildungen des Stativs. Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem mit einer Anordnung mit den Merkmalen des 9. Schutzanspruches gelöst. Der Anspruch 10 beschreibt eine vorteilhafte Weiterbildung der Anordnung.
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Nach der Konzeption der Erfindung umfasst ein Stativ zur Anwendung in der Lasermesstechnik zur 3D Vermessung von Gebäuden, Bauwerken oder Einrichtungen oder Teilen davon, insbesondere zur 3D Vermessung von Fassaden von Gebäuden oder Bauwerken ein eine im Wesentlichen ebene Grundfläche aufspannendes Basiselement, an dem mittels einer lösbaren Verbindung eine zur ebenen Grundfläche im Wesentlichen orthogonal stehende Säule angeordnet ist, einen an der Säule mittels einer lösbaren Verbindung angeordneten Ausleger, wobei der Ausleger im Wesentlichen orthogonal zur Säule ausgerichtet ist, ein am Ausleger angeordnetes Verbindungsmittel zur starren Verbindung des Auslegers mit dem Gebäude, Bauwerk oder der Einrichtung, also dem Messobjekt, sowie ein an einem von der Säule wegweisenden Abschnitt des Auslegers angeordnetes Mittel zur Befestigung eines Laserscanners. Das Stativ umfasst weiterhin auf das Basiselement aufstellbare Belastungselemente zur Realisierung eines sicheren Standes des Basiselementes auf einer im Wesentlichen ebenen Bodenfläche.
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Die lösbare Verbindung, mittels derer der Ausleger an der Säule angeordnet ist, wird bevorzugt mittels eines 90° Kreuzverbindungselementes realisiert, welches im gelösten Zustand in Längsrichtung der Säule und/oder in Längsrichtung des Auslegers verschiebbar ist, das heißt, eine Verschiebung des Auslegers in Längsrichtung der Säule und/oder in Längsrichtung des Auslegers ermöglicht, um so zum einen eine Veränderung des Abstand des Auslegers zum Basiselement und zum anderen der Länge des von der Säule wegweisenden Abschnittes des Auslegers, an dem das Mittel zur Befestigung eines Laserscanners angeordnet ist, zu ermöglichen.
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Das Verbindungsmittel zur starren Verbindung des Auslegers mit dem Gebäude, Bauwerk oder der Einrichtung ist bevorzugt an dem von der Säule wegweisenden Abschnitt des Auslegers in Längsrichtung des Auslegers verschiebbar am Ausleger angeordnet.
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Die Säule und der Ausleger bestehen bevorzugt aus zwei oder mehreren stirnseitig miteinander verbundenen stabförmigen Profilelementen. Ein Profilelement zur Ausbildung der Säule oder des Auslegers besitzt bevorzugt eine Länge zwischen 1000 mm und 1500 mm, um so ein geeignetes Packmaß des Stativs für einen Transport des Stativs zu ermöglichen. Die Querschnittsgrundfläche des Profilelementes ist bevorzugt quadratisch. Die Profilelemente sind mittels stirnseitig an den Profilelementen anordenbarer Verbindungselemente fest miteinander verbindbar.
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Die Profilelemente bestehen bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung, wie z.B. AlMgSi0,5.
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Bevorzugt sind am Basiselement Mittel zur rutschfesten Verankerung des Basiselementes auf einem im Wesentlichen ebenen Boden angeordnet. Diese Mittel können beispielsweise von der durch das Basiselement ausgespannten, im Wesentlichen ebenen Grundfläche wegweisende Dorne oder Krallen sein, die den Kontakt zwischen dem Basiselement und dem Boden, auf dem das Basiselement aufgestellt wird, ausbilden. Bevorzugt sind für einen sicheren, kippelfreien Stand des Stativs drei Dorne oder Krallen am Basiselement angeordnet.
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Das oder die auf das Basiselement aufstellbare/n Belastungselement/e ist/sind bevorzugt als mit einem hinreichend schweren Material, bevorzugt mit einer Dichte gleich oder größer Wasser, befüllbare Behälter ausgebildet.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung des zuvor beschriebenen Stativs zur 3D Vermessung von Gebäuden, Bauwerken oder Einrichtungen oder Teilen davon, insbesondere zur 3D Vermessung von Fassaden eines Gebäudes oder Bauwerkes, wobei das Stativ mit seinem Basiselement innerhalb des oder auf dem Gebäude/s, des Bauwerk/es oder der Einrichtung auf einem im Wesentlichen ebenen und waagerechten Boden aufgestellt ist, und zwar so, dass der von der Säule wegweisende Abschnitt des Auslegers durch eine Öffnung in einer Wand des Gebäudes, des Bauwerkes oder der Einrichtung teilweise aus dem Gebäude, dem Bauwerk oder der Einrichtung herausragt bzw. über die äußere Kontur des Gebäudes, des Bauwerkes oder der Einrichtung hinausragt, dass das Basiselement mit einem oder mehreren Belastungselementen belastet ist, dass der Ausleger in im Wesentlichen orthogonaler Stellung zur Säule fest mit dieser verbunden ist, dass der Ausleger mit dem Verbindungsmittel zur starren Verbindung des Auslegers mit dem Gebäude, dem Bauwerk oder der Einrichtung starr mit dem Gebäude, dem Bauwerk oder der Einrichtung verbunden ist und dass am freien Ende des aus dem bzw. über die äußere Kontur des Gebäude/s, dem Bauwerk/es oder der Einrichtung ragenden, von der Säule wegweisenden Abschnitt des Auslegers ein Laserscanner angeordnet ist.
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Die signifikanten Vorteile und Merkmale der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind im Wesentlichen:
- • eine feste und sichere Anordnung eines Laserscanners in auswählbaren, geeigneten Anordnungspunkten gegenüber dem Messobjekt, einem Gebäude, einem Bauwerk oder einer Einrichtung oder einer Fassade eines Gebäudes oder eines Bauwerkes, derart, dass vom Anordnungspunkt des Laserscanners mit dem vom Laserscanner ausgesandten Laserstrahl das gesamte Messobjekt bzw. ein möglichst großer Teil des Messobjektes abgetastet werden kann,
- • eine sichere Anordnung des Laserscanners in auswählbaren, geeigneten Anordnungspunkten, insbesondere sicher gegen einen Absturz des Laserscanners,
- • ein einfacher Aufbau und ein einfaches Handling bei der Montage und der Anordnung des Stativs in Bezug zu dem Messobjekt und
- • ein Packmaß des demontierten und verpackten Stativs, das ein gutes Handling des Stativs beim Transport gewährleistet und einen Versand als Standardpaket erlaubt.
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Die Erfindung und ihre Vorteile werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
- 1: ein Stativ, in
- 2A: ein Profilelement zur Ausbildung der Säule bzw. des Auslegers des Stativs, in
- 2B: den Querschnitt eines Profilelementes und in
- 3: eine Anordnung eines Stativs in einem Bauwerk für eine 3D Vermessung einer Fassade des Bauwerkes.
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Die 1 zeigt ein Stativ 1, bestehend aus einem eine ebene Grundfäche aufspannenden Basiselement 2, einer am Basiselement 2 mittels einer lösbaren Verbindung angeordneten Säule 3, welche im Wesentlichen orthogonal zu der vom Basiselement 2 aufgespannten Grundfläche ausgerichtet ist, sowie einem an der Säule 3 mittels eines Verbindungselementes 4 im Wesentlichen orthogonal zur Säule 3 ausgerichtet angeordneten Ausleger 5. Am Ausleger 5 ist ein Verbindungsmittel 6 zur starren Verbindung des Auslegers 5 mit einem Gebäude, einem Bauwerk oder einer Einrichtung angeordnet. Am Ende eines von der Säule 3 wegweisenden Abschnittes 5.1 des Auslegers 5 ist ein Mittel 7 zur Befestigung eines Laserscanners angeordnet. Das Verbindungselement 4 ist als 90° Kreuzverbindungselement ausgeführt. Es verbindet den Ausleger 5 mit der Säule 3 in einem Winkel von 90° derart, dass der Ausleger 5 stets in einem Winkel von 90° zur Säule 3 ausgerichtet ist. Die Verbindung zwischen dem Verbindungselement 4 und der Säule 3 sowie zwischen dem Verbindungselement 4 und dem Ausleger 5 sind jeweils einzeln lösbar, derart, dass eine Verschiebung des Auslegers 5 in Längsrichtung der Säule 3, veranschaulicht durch einen Pfeil 8, und/oder in Längsrichtung des Auslegers 5, veranschaulicht durch einen Pfeil 9, möglich ist. Somit kann zum einen der Abstand des Auslegers 5 zum Basiselement 2 und zum anderen die Länge des von der Säule 3 wegweisenden Abschnittes 5.1 des Auslegers 5, an dem das Mittel 7 zur Befestigung eines Laserscanners angeordnet ist, verändert werden. Aufgrund der orthogonalen Anordnung der Säule 3 zu der vom Basiselement 2 aufgespannten Grundfläche und der orthogonalen Anordnung des Auslegers 5 zur Säule 3 ist der Ausleger 5 parallel zu der vom Basiselement 2 aufgespannten Grundfläche ausgerichtet und wird bei einer Veränderung des Abstandes zum Basiselement 2 parallel zu dieser Grundfläche verschoben.
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Der Ausleger 5 und die Säule 3 bestehen aus stirnseitig miteinander verbundenen stabförmigen Profilelementen. Die 2A und 2B veranschaulichen ein entsprechendes Profilelement. Ein Profilelement besitzt einen im Wesentlichen quadratischen Querschnitt. Es hat eine Länge von 1200 mm. Je nach Bedarf, das heißt je nach auszubildender Länge der Säule 3 beziehungsweise des Auslegers 5, können zwei, drei oder mehr Profilelemente stirnseitig miteinander verbunden werden.
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Das Verbindungsmittel 6 zur starren Verbindung des Auslegers 5 mit einem Gebäude, einem Bauwerk oder einer Einrichtung umfasst einen den Querschnitt des Auslegers 5 umgreifenden in Längsrichtung des Auslegers 5 verschiebbaren Läufer 6.1, der mittels einer Klemmvorrichtung 6.2 am Ausleger 5 fixierbar ist, sowie ein Spannmittel 6.3 mit zwei Paar Spannbacken. Je eine Spannbacke eines Spannbackenpaares ist gegenüber der jeweils anderen Spannbacke mittels einer Gewindespindel verstellbar angeordnet. Die Spannbacken eines Spannbackenpaares wirken analog einer Schraubzwinge. Beide Spannbackenpaare sind so an dem Läufer 6.1 angeordnet, dass sie ein Gebäude-, Bauwerks- oder Einrichtungsteil umgreifend, fest mit diesem verspannbar sind und so den Läufer 6.1 respektive den Ausleger 5 in einer vorbestimmten Position gegenüber dem Gebäude-, Bauwerks- oder Einrichtungsteil festlegen. 1 zeigt weiterhin zwei auf das Basiselement aufgestellte Belastungselemente 10 in Form von mit Wasser befüllbaren Kanistern. Durch das Aufstellen der Belastungselemente 10 auf das Basiselement 2 greifen an der Unterseite des Basiselementes 2 angeordnete Dorne 11 in den Boden, auf den das Basiselement 2 aufgestellt ist, ein und sichern so einen rutschfesten Stand des Basiselementes 2 auf dem Boden.
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Das Stativ 1 ist einfach aufgebaut und kann mit wenigen Handgriffen in seine Teile zerlegt und für einen Transport verpackt bzw. umgekehrt ausgepackt und zusammengesetzt werden.
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2A zeigt ein Profilelement. Das Profilelement besteht aus einer Aluminiumlegierung AlMgSi0,5. 2B zeigt den Querschnitt eines Profilelementes. Die innerhalb des Profilelementes ausgebildeten Verstrebungen führen zu einer hohen Steifigkeit in Bezug auf Biegung und Verdrehung des Profilelementes. Der mittig ausgebildete freie Bereich dient der Aufnahme eines Verbindungselementes zur stirnseitigen Verbindung von zwei Profilelementen.
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3 zeigt die Anordnung eines Stativs 1 in einem Bauwerk. Von dem Bauwerk sind lediglich eine Geschossdecke 12 und ein Teil einer Außenmauer 13 im Schnitt gezeigt. Der Teil der Außenmauer 13 kann beispielsweise die Brüstung eines Fensters in einer Fassade eines Gebäudes sein. Das Basiselement 2 des Stativs 1 ist auf die ebene Geschossdecke 12 aufgestellt und mit den Belastungselementen 10 belastet. Die am Basiselement 2 angebrachten Dorne 11 greifen in die Oberfläche der Geschossdecke 12 ein und sichern einen rutschfesten Stand des Stativs 1. Mit der am Basiselement 2 lotrecht angeordnete Säule 3 ist mittels des als 90° Kreuzverbindungselement 4 ausgebildeten Verbindungselementes 4 der Ausleger 5 verbunden. Die Länge des Auslegers 5 ist so bemessen, dass ausgehend von dem Ort der Aufstellung des Basiselementes 2 auf die Geschossdecke 12 der von der Säule 3 wegweisende Abschnitt 5.1 des Auslegers 5 über die Außenmauer 13 hinausragt. Handelt es sich bei dem Teil der Außenmauer 13 um die Brüstung eines Fensters, ragt der Abschnitt 5.1 des Auslegers 5 durch die Fensteröffnung aus dem Gebäude heraus. Der Abschnitt 5.1 des Auslegers 5 ist mittels des Verbindungsmittels 6 starr mit der Außenmauer 13 verbunden. Dazu wurde das Verbindungsmittel 6 in Längsrichtung des Auslegers 5 soweit verschoben, dass die Spannmittel 6.3 die Außenmauer 13 umfassen und die Spannbacken der Spannmittel 6.3 fest gegen die Außenmauer 13 verspannt werden konnten. Das Stativ ist durch die rutschfeste Aufstellung des Basiselementes 2 auf die Geschossdecke 12 und die feste Verspannung des Spannmittels 6.3, respektive des Verbindungsmittels 6 beziehungsweise des Auslegers 5 mit der Außenmauer 13, fest gegenüber dem Gebäude angeordnet. An dem über die Außenmauer 13 hinausragenden Ende des von der Säule 3 wegweisenden Abschnitt 5.1 des Auslegers 5 angebrachten Mittel 7 ist ein Laserscanner 14 zur messtechnischen Erfassung von Punkten der Fassade des Gebäudes und somit zur Vermessung der Fassade des Gebäudes angebracht.
Der besondere Vorteil der Anordnung des Stativs 1 besteht darin, dass der Laserscanner an ausgewählten, geeigneten Anordnungspunkten gegenüber dem Gebäude auch bei Witterungseinflüssen, wie beispielsweise Wind, fest angeordnet werden kann, wodurch eine exakte Vermessung beispielsweise der Fassade des Gebäudes durch Anordnung des Laserscanners an nur wenigen Anordnungspunkten ermöglicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Stativ
- 2 -
- Basiselement
- 3 -
- Säule
- 4 -
- Verbindungselement, 90° Kreuzverbindungselement
- 5 -
- Ausleger
- 5.1 -
- Abschnitt des Auslegers
- 6 -
- Verbindungsmittel
- 6.1 -
- Läufer
- 6.2 -
- Klemmvorrichtung
- 6.3 -
- Spannmittel
- 7 -
- Mittel zur Befestigung eines Laserscanners
- 8 -
- Pfeil, Längsrichtung der Säule
- 9 -
- Pfeil, Längsrichtung des Auslegers
- 10 -
- Belastungselement
- 11 -
- Dorn
- 12 -
- Geschossdecke
- 13 -
- Außenmauer
- 14 -
- Laserscanner
