Wie funktionieren 3D-Scanner ohne Marker?

Leitfäden/101

Veröffentlicht am 11. November 2026

Wie funktionieren 3D-Scanner ohne Marker? 3 markerfreie Scanverfahren im Überblick

Erfahren Sie, wie 3D-Scanner ohne Marker funktionieren. Entdecken Sie drei markerfreie Scanverfahren: Merkmalsausrichtung, Drehtellerausrichtung und optisches Tracking, und finden Sie heraus, welcher Ansatz für Ihre Anwendung am besten geeignet ist.

3D-Scanmarker helfen Scannern dabei, ihre Position zu verfolgen und mehrere Scans zu einem vollständigen 3D-Modell zusammenzufügen. Aber sind Marker immer notwendig? Nein. 3D-Scanner können die Ausrichtung auch ohne Marker mithilfe verschiedener Tracking-Technologien erreichen.

In unserer vorherigen Videoreihe „3D-Scan 101 mit Mia“ mit dem Titel „Warum gibt es Punkte auf 3D-Scans?“ haben wir erklärt, warum Marker verwendet werden und wie sie dazu beitragen, die Ausrichtung beim Scannen zu verbessern. Dieses Mal wollen wir untersuchen, was passiert, wenn man ohne sie scannt.

Es gibt drei Hauptansätze für das markierfreie 3D-Scannen: Merkmalsausrichtung, Drehtellerausrichtung und optisches Tracking. Jeder Ansatz funktioniert anders und eignet sich für unterschiedliche Objekttypen und Scanszenarien.

Wie funktioniert markierungsfreies 3D-Scannen?

Beim markierungsfreien 3D-Scannen müssen keine physischen Marker auf dem Objekt angebracht werden. Stattdessen nutzt der Scanner alternative Referenzpunkte wie die Geometrie des Objekts, die Oberflächenstruktur, einen kontrollierten Drehwinkel oder Tracking-Ziele am Scanner selbst, um dessen Position zu bestimmen und die Scandaten auszurichten. Schauen wir uns einmal an, wie diese drei Ansätze funktionieren.

1. Merkmalsausrichtung: Verfolgung der eigenen Geometrie und Textur des Objekts

Bei der Merkmalsausrichtung werden die geometrischen Merkmale eines Objekts als Referenzpunkte verwendet. Anstatt externe Marker zu verfolgen, identifiziert der Scanner Merkmale wie Kanten, Kurven, Löcher und Oberflächendetails, um seine Position während des Scannens zu bestimmen.

Was aber, wenn das Objekt nur wenige geometrische Merkmale aufweist? Auch die Oberflächenstruktur kann hier Abhilfe schaffen. Verfügt der Scanner über eine Texturkamera, kann er sichtbare Oberflächenmuster nutzen, um seine Position zu verfolgen. Dies wird als Texturausrichtung bezeichnet. Dabei wird dieselbe grundlegende Verfolgungslogik angewendet, jedoch stützt man sich auf die Oberflächenstruktur statt auf geometrische Merkmale.

Dieser Ansatz eignet sich gut für Objekte, die über ausreichende geometrische Details oder charakteristische Oberflächenmuster verfügen. Glatte Platten, Kugeln und symmetrische Zylinder weisen jedoch möglicherweise nicht genügend verfolgbare Informationen auf, was eine stabile Ausrichtung erschwert.

EinScan Libre scannt ein Reliefgemälde auf der Grundlage einer Ausrichtung von Merkmalen und Texturen

SHINING 3D-Scanner mit Merkmalsausrichtung

SHINING 3D bietet mehrere markierungsfreie Scanlösungen an, die auf den Prinzipien der Merkmalsausrichtung basieren, darunter den IR-Modus des FreeScan Omni, den Merkmalsausrichtungsmodus der OptimScan Q-Serie und den Laser-HD-Modus des EinScan Libre. Diese Optionen bieten unterschiedliche Scan-Konfigurationen für eine Vielzahl von Messanforderungen.

2. Ausrichtung über Drehteller: Überlassen Sie die Positionierung dem Drehteller

Die Ausrichtung über einen Drehteller wird häufig beim Desktop-3D-Scannen verwendet. Das Objekt wird auf einen motorisierten Drehteller gelegt, der es in bekannten Winkeln dreht, während der Scanner Daten aus verschiedenen Positionen erfasst. Da die Drehung kontrolliert und bekannt ist, kann das System die erfassten Scans ausrichten, ohne dass Marker am Objekt erforderlich sind.

Diese Methode bietet einen hochautomatisierten Arbeitsablauf und reduziert den manuellen Aufwand für die Ausrichtung. Sie eignet sich besonders für kleine und mittelgroße Objekte, die auf den Drehteller passen. Die größte Einschränkung besteht darin, dass Größe und Gewicht des Objekts innerhalb der Abmessungen und der Tragfähigkeit des Drehtellers liegen müssen.

OptimScan Q12 scannt ein Werkstück mit einem zweiachsigen Drehteller

SHINING 3D Desktop-3D-Scanner mit Drehteller-Ausrichtung

Die hochpräzisen 3D-Prüfsysteme von SHINING 3D, darunter die OptimScan Q-Serie, die OptimScan Q HD-Serie und AutoScan Inspec2, unterstützen alle die Ausrichtung mittels Drehteller. Durch die Kombination von automatischer Drehung und Ausrichtung der Scandaten ermöglichen diese Systeme eine effiziente Erfassung von Objekten aus verschiedenen Blickwinkeln und eignen sich somit für die detaillierte 3D-Vermessung kleinerer Teile.

3. Optisches Tracking: Unabhängige Positionserfassung des Scanners

Im Gegensatz zur Merkmalsausrichtung, die auf der Geometrie oder Textur des Objekts basiert, ermittelt die optische Verfolgung die Position des Scanners unabhängig davon.

Ein externer optischer Tracker beobachtet kontinuierlich die im Scanner integrierten Tracking-Marken und berechnet dessen Position und Ausrichtung, während er sich um das Objekt herum bewegt. Dies ermöglicht das Scannen, ohne dass man sich zur Ausrichtung auf die Oberflächenmerkmale des Objekts verlassen muss.

Die optische Verfolgung bietet größere Flexibilität beim Scannen großer Objekte oder Oberflächen mit wenigen geometrischen Merkmalen. Allerdings ist hierfür eine freie Sichtverbindung zwischen dem optischen Tracker und den Tracking-Zielen des Scanners erforderlich. Wird diese Sichtverbindung unterbrochen, kann die Verfolgung unterbrochen werden.

Markerloses Scannen einer Windkraftanlagen-Nabe mit FreeScan Trak Nova

SHINING 3D FreeScan Trak-Serie

Der FreeScan Trak ProW+ und die FreeScan Trak Nova Serie von SHINING 3D nutzen optische Tracking-Technologie, um das flexible 3D-Scannen großer und komplexer Industrieteile zu ermöglichen. Durch die unabhängige Positionsverfolgung des Scanners verringern diese Systeme die Abhängigkeit von geometrischen Merkmalen oder Markern, die auf der Oberfläche des Objekts angebracht werden müssen.

So wählen Sie den richtigen 3D-Scanner für Ihre Anwendung aus

Ob ein Scanner Marker benötigt, ist nur ein Faktor, der bei der Auswahl einer 3D-Scanlösung zu berücksichtigen ist. Objektgröße, erforderliche Genauigkeit, Scaneffizienz, Oberflächeneigenschaften und Arbeitsumgebung spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Die beste Wahl hängt von Ihrer spezifischen Messaufgabe ab und nicht nur davon, ob der Scanner markierfreies Scannen unterstützt.

Weitere Informationen finden Sie in unserem Leitfaden zur Auswahl von 3D-Scannern, in dem Sie erfahren, was Sie bei der Auswahl eines Scanners für Ihre Anwendung beachten sollten.

Drei Wege zum markierfreien Scannen

Das markierungsfreie 3D-Scannen ist keine einheitliche Technologie. Die Ausrichtung anhand von Merkmalen, die Ausrichtung über einen Drehteller und das optische Tracking bieten jeweils unterschiedliche Möglichkeiten, die Scan-Ausrichtung aufrechtzuerhalten, und haben ihre eigenen Stärken sowie ideale Anwendungsbereiche.

Feature-Ausrichtung vs. Drehteller-Ausrichtung vs. optisches Tracking

Methode	Referenz für die Verfolgung	Am besten geeignet für	Hauptbeschränkung
Merkmalsausrichtung	Objektgeometrie	Objekte mit ausreichenden geometrischen Merkmalen	Erfordert nachverfolgbare Geometrie
Ausrichtung auf dem Drehteller	Bekannter Drehwinkel	Objekte, die auf einen Drehteller passen	Größen- und Tragfähigkeitsgrenzen
Optische Verfolgung	Scanner-Tracking-Ziele	Große oder detailarme Objekte	Erfordert freie Sichtverbindung

Allerdings ist markierungsfreies Scannen nicht immer das Ziel. Die richtige Lösung hängt von der Größe Ihres Bauteils, den Oberflächeneigenschaften, den Messanforderungen und der Arbeitsumgebung ab. Ganz gleich, ob Sie komplexe Bauteile scannen, die Messung kleinerer Teile automatisieren oder große industrielle Strukturen prüfen müssen – SHINING 3D bietet eine Reihe von Scanlösungen für unterschiedliche Anforderungen.

Sie sind sich nicht sicher, welcher Ansatz für Ihre Anwendung der richtige ist? Wenden Sie sich an unser Team, um fachkundige Beratung zu erhalten und die für Sie am besten geeignete 3D-Scanlösung zu finden.

Häufig gestellte Fragen

Kann man ohne Marker 3D-Scans erstellen?

Ja. Je nach Scanner kann beim markierungsfreien Scannen die Objektgeometrie, die Oberflächenstruktur, ein motorisierter Drehteller oder ein externes optisches Verfolgungssystem zur Ausrichtung genutzt werden. Die am besten geeignete Methode hängt von der Größe, der Form und den Oberflächen des Objekts sowie von weiteren Scan-Anforderungen ab.
Ist das markierungsfreie 3D-Scannen genauso genau wie das markierungsbasierte Scannen?

Dies hängt von der Technologie, den technischen Daten, der Verfolgungsstabilität und den Scanbedingungen des Scanners ab. Das markerlose Scannen kann eine hohe Genauigkeit erzielen, wenn unter geeigneten Bedingungen die richtige Methode angewendet wird. Die Genauigkeit sollte stets im Hinblick auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung bewertet werden.

Wie können 3D-Scanner ihre Position ohne Marker erfassen?

Sie nutzen alternative Referenzpunkte. Bei der Merkmalsausrichtung werden geometrische Details erfasst, bei der Texturausrichtung werden Oberflächenmuster herangezogen, die Drehscheibenausrichtung basiert auf einer kontrollierten Drehung und die optische Verfolgung orientiert sich an Zielmarken auf dem Scanner selbst.
Kann man glatte oder strukturlose Objekte ohne Marker scannen?

Die Ausrichtung anhand von Merkmalen kann eine Herausforderung darstellen , da glatte oder symmetrische Oberflächen möglicherweise keine ausreichenden Tracking-Informationen liefern. Je nach Aufbau könnendie Ausrichtung anhand von Texturen , die Ausrichtung auf einem Drehteller oder dasoptische Tracking Alternativen bieten.