Nist: US-Behörde entwickelt Tele-3D-Scanner

Die Gipsabdrücke an einem Tatort könnten ausgedient haben: Die US-Behörde Nist hat einen 3D-Scanner vorgestellt, der für solche Anwendungen eingesetzt werden soll. Er scannt Gegenstände aus mehreren Metern Entfernung und erstellt davon ein 3D-Bild.

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3D-Scan einer Schuhsohle: Lidar und Frequenzkamm kombiniert
3D-Scan einer Schuhsohle: Lidar und Frequenzkamm kombiniert (Bild: E. Baumann/Nist)

Forscher der US-Behörde National Institute of Standards and Technology (Nist) haben einen 3D-Scanner entwickelt, der Oberflächen aus größerer Entfernung abtastet. Der Scanner könnte beispielsweise in der Industrie sowie bei der Aufklärung von Straftaten eingesetzt werden.

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Der 3D-Scanner nutzt Lidar (Light Detection and Ranging), die optische Entsprechung zum Radar. Dabei wird ein Laserstrahl ausgesendet, der von einer Oberfläche zum Ausgangspunkt zurückgeworfen wird. Aus der Laufzeit des Signals wird die Entfernung errechnet. Die Nist-Forscher haben diese Messmethode mit einem Frequenzkamm kombiniert. Dadurch wird die Messung schneller und genauer.

Ungefährlich für das Auge

Der Scanner tastet eine Oberfläche mit einem Infrarot-Laser in einem Raster ab. Daraus wird ein 3D-Bild mit einer Auflösung von von ungefähr 1 Megapixel erzeugt. Einen Punkt abzutasten, dauert eine halbe Millisekunde. Die räumliche Auflösung beträgt etwa 10 Mikrometer. Das System nutzt Laser mit einer Leistung von 9 Milliwatt, damit das Instrument ungefährlich für das Auge ist. Trotz der geringen Leistung kann es auch sehr schwache Reflexe auffangen, und das auch über eine größere Entfernung: Der 3D-Scanner hat eine Reichweite von über 10 Metern.

Sie hätten das System an verschiedenen Oberflächen ausprobiert, schreiben die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Optics Infobase. Sie haben beispielsweise Fußabdrücke auf dem Boden gescannt, Werkstücke aus Metall, wie den Kolben eines Motorrads, oder einen Kaktus - wobei sie einzelne Dornen abgebildet haben.

Fußabdrücke scannen

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Eine mögliche Anwendung sehen die Wissenschaftler in der Forensik: Mit dem Scanner könnten Spuren wie Fußabdrücke gescannt werden. Letztere werden heutzutage mit einem Gipsabdruck gesichert. Mit dem Scanner lasse sich eine solche Spur besser sichern. Außerdem erfasse er mehr Details, etwa vom Profil der Sohle. Eine andere Anwendungsmöglichkeit könnte die Überwachung der Produktion von Präzisionsteilen sein.

Derzeit hat der 3D-Scanner noch die Größe eines Desktop-Computers. Er könne aber zu einem tragbaren Gerät verkleinert werden, schreiben die Wissenschaftler. Einige Unternehmen haben schon ihr Interesse bekundet, das Gerät zu bauen. Das Projekt wurde von der Defense Advanced Research Projects Agency (Darpa), der Forschungsagentur des US-Verteidigungsministeriums, mitfinanziert.

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