Für LSE Robotics entwickelte ich das 360° ScanLight – eine mobile Beleuchtung für das 3D-Laserscanning in dunklen Umgebungen. Die Leuchte wird am Scanner eingesetzt und sorgt für Licht zur Aufnahme von Farbinformationen. Von der ersten Idee über die Konstruktion und den Prototypenbau bis zur Fertigung begleite ich das Produkt durch alle Entwicklungsschritte.
Licht für dunkle Scanumgebungen
Beim 3D-Laserscanning können Geometrien auch im Dunkeln erfasst werden. Für die ergänzenden Farbaufnahmen benötigt die Kamera jedoch ausreichend Licht. Genau hier setzt das 360° ScanLight an: Die Leuchte beleuchtet die Umgebung rund um den Scanner und lässt sich dank Akkuversorgung auch dort einsetzen, wo kein Stromanschluss verfügbar ist.
Auch bei vorhandener Beleuchtung bietet die Leuchte einen Vorteil: Schwächere Lichtquellen mit unterschiedlichen Lichtfarben – etwa warmes und kaltes Licht – werden überlagert. Dadurch entstehen möglichst einheitliche Lichtverhältnisse für homogene Farbaufnahmen. Beim Versetzen des Scanners bleibt die Lichtfarbe gleich und unterstützt so eine vergleichbare Farb- und Kontrastwiedergabe aus unterschiedlichen Blickwinkeln.
Von der ersten Idee zum Prototyp
Schon bei den ersten Skizzen stand fest: Für den mobilen Einsatz sollte die Leuchte einen Akku nutzen, der möglichst weltweit erhältlich ist. Die Wahl fiel auf Bosch. Für die erste Erprobung entstand zunächst ein Prototyp mit einer Kombination aus 12-V-Akkus. Bis auf die ausgewählten LED-Streifen konnte ich ihn tatsächlich vollständig aus Bauteilen meiner „Wühlkisten“ aufbauen und dem Kunden zum Testen schicken.
Aus den ersten Praxiserfahrungen entstanden gezielte Verbesserungen, darunter ein sanftes Hochdimmen beim Einschalten und leistungsfähigere Spannungswandler. Im weiteren Verlauf entwickelte sich eine Zusammenarbeit mit Bosch im Rahmen des AMPShare-Programms. Mit der Unterstützung von Bosch und BSW Engineering konnte ich die Versorgung mit einem Bosch-18-V-Akku umsetzen und erfolgreich prüfen lassen.
Eigene Formen für die Schutzscheiben
Auch die transparenten Abdeckungen der LEDs entstanden eigens für das ScanLight. Sie schützen die LED-Streifen vor direktem Kontakt und reduzieren das Risiko, die im Betrieb heißen LEDs versehentlich zu berühren.
Für die Herstellung fertigte ich verschiedene Formen und zog die Scheiben mit einer Tiefziehbox in Form. Über mehrere Versuche entwickelte ich den Aufbau weiter, bis stabile Scheiben entstanden, die zusammen mit einem eigens konstruierten, 3D-gedruckten Rahmen die Abdeckung der Leuchte bilden.
Erproben, verbessern und weiterentwickeln
Ein weiteres größeres Update brachte zusätzliche Verbesserungen und erneute Prüfungen mit sich – darunter die Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV). Dafür arbeitete ich mich intensiv in das Thema ein. Mit der Unterstützung der Universität Magdeburg konnte auch diese Prüfung erfolgreich bestanden werden.
Um Auffälligkeiten auch selbst untersuchen zu können, ergänzte ich meine Messtechnik um ein Oszilloskop und arbeitete mich in die Fehlersuche ein. Dabei konnte ich im eigenen Aufbau ähnliche Frequenzanteile erkennen, wie sie auch bei den professionellen EMV-Messungen an der Universität Magdeburg auftraten. Diese Beobachtungen halfen mir, mögliche Störquellen gezielter zu untersuchen und Verbesserungen an der Elektronik zu erproben.
Zur Entwicklung gehörten außerdem umfangreiche eigene Scantests: ohne Beleuchtung, mit vorhandenen Lichtquellen und mit dem ScanLight. So ließ sich unter unterschiedlichen Bedingungen vergleichen, welchen Einfluss die Beleuchtung auf die Farbaufnahmen hat.
Wie viel Zeit solche Versuche benötigen, hat mich selbst überrascht. Gleichzeitig lieferten sie immer wieder wertvolle Erkenntnisse für die Weiterentwicklung. Denn am Ende sollte eine Leuchte entstehen, die den hohen Anforderungen beim professionellen Einsatz terrestrischer Laserscanner gerecht wird.
Vom Prototyp zur ersten Serie
Nach den Entwicklungsschritten und umfangreichen Tests folgte die Fertigung der ersten Serie. LSE Robotics ließ dazu einen passenden Transportkoffer mit passgenauen Ausfräsungen für die Leuchten und das Zubehör gestalten.
Die fertigen Leuchten zusammen mit dem Koffer und dem Zubehör vor mir zu sehen, war ein besonderer Moment, der mich stolz gemacht hat. Was mit ersten Skizzen und einem Prototyp aus meinen „Wühlkisten“ begann, war zu einem vollständigen Set für den professionellen Einsatz geworden.
Das 360° ScanLight im Überblick
Vorbereiten und einsetzen
Vom Aufbau bis zum Scan: Dieses Video zeigt, wie das 360° ScanLight einsatzbereit gemacht und in der Praxis verwendet wird.
Weitere Produktinformationen und eine Bestellmöglichkeit finden Sie im Shop von LaserScanning Europe.
