Der ultimative Leitfaden für Messgenauigkeit

Ein Begriff, der immer wieder auftaucht, wenn es um 3D-Scanner geht, ist die Genauigkeit. Wie verstehen Sie das Konzept der Genauigkeit? Bedeutet er Korrektheit, Qualität oder Authentizität? Wenn auch Sie das Gefühl haben, dass dieser Begriff ein wenig vage ist, dann ist dieser Artikel genau das Richtige für Sie.

Hier erklären wir Ihnen die Genauigkeit und das damit eng verbundene Konzept der Präzision sowie die Faktoren, die die Genauigkeit beim Messen beeinflussen. Außerdem helfen wir Ihnen bei der schnellen Auswahl eines messtechnischen 3D-Scanners, der für die von Ihnen benötigte Genauigkeit geeignet ist.

Genauigkeit VS Präzision VS Volumetrische Genauigkeit

Bei der Durchführung von Messungen sind Genauigkeit und Präzision von entscheidender Bedeutung, da sie die Nähe eines gemessenen Wertes zu einem anerkannten oder festgelegten Wert angeben. Diese beiden Begriffe sind entscheidend für die Zuverlässigkeit der Messung.

Die Genauigkeit ist die Annäherung der Messergebnisse an den wahren Wert. Die ISO bezeichnet dies als Richtigkeit. Alternativ dazu definiert die ISO die Genauigkeit als eine Kombination aus zufälligen und systematischen Fehlern. Für Anwendungen wie Fahrzeugtuning und industrielle Fertigung sind genaue Daten zweifellos entscheidend.

Genauigkeitstest mit FreeScan Trak

Präzision wird auch als wiederholbare Messgenauigkeit bezeichnet, d. h. der Grad der Stabilität (Konformität) zwischen Messwerten unter gleichen Bedingungen, die mehrmals gemessen werden. Wie ein Sportler, der auf eine Zielscheibe schießt, kann ein guter Spieler stets den mittleren Bereich treffen. Die Genauigkeit des 3D-Scanners kann mit der Trefferfläche einer Zielscheibe verglichen werden, und die Präzision mit der Stabilität der Leistung bei mehreren Treffern.

Genauigkeit VS Präzision

Zusätzlich gibt es eine volumetrische Genauigkeit bei der Ausrichtung. Es gibt einen linearen kumulativen Fehler bei der Ausrichtung von Bildern während des Scanvorgangs, der als anfängliche Genauigkeit + kumulativer Ausrichtungsfehler ausgedrückt werden kann. In Teil 3 wird ausführlich darauf eingegangen und erläutert, wie man diesen Fehler beseitigen kann.

Faktoren, die die Messgenauigkeit beeinflussen

Unabhängig vom Hersteller oder der Marktposition kann die Genauigkeit eines 3D-Scanners aufgrund verschiedener Faktoren wie Temperatur, Datenintegrität, Algorithmen und Scanwinkeln etwas schwanken. Es ist wichtig zu verstehen, wie Abweichungen in der Genauigkeit verhindert werden können, um möglichst zuverlässige und genaue 3D-Daten zu erhalten.

1. Temperatur

Um eine optimale Scangenauigkeit zu gewährleisten, ist es wichtig, dass der Scanner aufgewärmt wird und eine stabile Temperatur aufweist. Nachdem sich die Temperatur stabilisiert hat, sollte vor dem Scannen eine Kalibrierung durchgeführt werden, um die bestmögliche Genauigkeit zu erzielen. Diese Abfolge von Aufwärmen, Temperaturstabilisierung, Kalibrierung und anschließendem Scannen liefert die genauesten Ergebnisse.

2. Datenintegrität

Die Integrität der Daten ist ein wichtiger Faktor, der die Genauigkeit beeinflusst. Unvollständige Daten können zu ungenauen oder verzerrten Ergebnissen führen und die Gesamtqualität der 3D-Informationen beeinträchtigen. Daher ist es wichtig, sicherzustellen, dass die Daten vollständig und authentisch sind, um möglichst genaue Ergebnisse zu erzielen.

3. Algorithmus

Algorithmen spielen eine wichtige Rolle bei der Erfassung von 3D-Informationen, von der Kalibrierung bis zur Datenverarbeitung. Es handelt sich um eine komplexe Reihe von mathematischen Gleichungen, die die genaue Rekonstruktion des gescannten Objekts gewährleisten. Die Kalibrierung ist ebenfalls ein wichtiger Teil des Prozesses, da sie die Genauigkeit des Scanners sicherstellt und die notwendigen Daten liefert, damit der Algorithmus korrekt arbeiten kann.

4. Winkel der Abtastung

Der Winkel, in dem der Scanner in Bezug auf das zu scannende Objekt positioniert wird, ist entscheidend für die Gewinnung genauer und vollständiger 3D-Informationen. Idealerweise sollte der Scanner so senkrecht wie möglich zum Objekt positioniert werden. Diese Positionierung hilft dem Scanner, Marker genauer zu extrahieren und somit genauere 3D-Informationen zu erhalten.

Scannen mit FreeScan UE

Volumetrische Genauigkeit

Die volumetrische Genauigkeit ist die Annäherung zwischen dem gemessenen Wert und dem wahren Wert in einem bestimmten Messraum. Wenn ein Gerät beispielsweise eine Genauigkeit von 0,02 mm hat und die Abweichung um 0,04 mm pro Meter zunimmt, beträgt seine volumetrische Genauigkeit 0,02 mm + 0,04 mm pro Meter.

Der kumulative Fehler beim Scannen eines größeren Objekts ist höher. Solche Abweichungen sind jedoch nicht zu vernachlässigen, und es gibt Scanverfahren, die zur Verringerung der Fehler beitragen können, wie z. B. die globale Markierung und die Photogrammetrie.

Globale Markierungen

Vor dem Scannen der Punktwolke können wir zunächst die globalen Markierungen scannen, damit die Algorithmen die Genauigkeit optimieren können, um präzisere Daten zu erhalten, was letztendlich die volumetrische Genauigkeit verbessert.

Photogrammetrie

Die Photogrammetrie kann die Genauigkeit der globalen Markerdaten verbessern. Wir können geeignete Maßstabsleistendateien importieren und je nach Größe des gescannten Objekts vor dem Scannen passende Maßstabsleisten in der Nähe des Objekts platzieren. Im Allgemeinen eignet sich die Photogrammetrie für die Vermessung großer Teile in industriellen Anwendungen, die eine hohe Genauigkeit erfordern. Von den beiden Methoden gilt die Photogrammetrie als besser als globale Marker.

Scannen von Flugzeugmodellen mit Photogrammetrie

SHINING 3D-Metrologie-Familie

Für Objekte, die eine hohe Genauigkeit und eine geringe Größe erfordern, werden zwei Modelle empfohlen: AutoScan Inspec und OptimScan 5M Plus. Autoscan Inspec ist vollautomatisch, was mehr Komfort bietet, während OptimScan 5M Plus etwas größere Objekte als AutoScan Inspec bearbeiten kann.

Hohe Genauigkeit und hohe Detailgenauigkeit

Wie sollte man sich für die FreeScan-Serie entscheiden? Wenn das zu scannende Objekt groß ist und eine hohe Genauigkeit erfordert, können wir den FreeScan UE Pro wählen, da er mit Photogrammetrie ausgestattet ist, die den Fehler des Ausrichtungsprozesses erheblich reduzieren kann.

FreeScan UE Anwendungsseite

FreeScan UE Pro Anwendungsseite

Lassen Sie uns schließlich über FreeScan Trak sprechen. Dieser Scanner unterscheidet sich von anderen Scannern dadurch, dass er keine Markierungen auf dem gescannten Objekt benötigt. Wenn es schwierig ist, Markierungen auf große Objekte zu kleben, können Sie diesen Scanner in Betracht ziehen.

Jetzt, da Sie wissen, was Genauigkeit, Präzision und volumetrische Genauigkeit sind, können Sie sich überlegen, welcher Scanner für Sie am besten geeignet ist, je nachdem, welche Genauigkeit Sie benötigen. SHINING 3D bietet Ihnen gerne persönliche Demonstrationen und Qualitätslösungen an.

Sprechen Sie noch heute mit den Experten, um mehr über 3D-Scantechnologien zu erfahren und darüber, wie sie Ihr Unternehmen nachhaltig beeinflussen können.