3D-Oberflächenrekonstruktion

• Antragsteller: Professor Dr. Daniel Cremers
• Fachliche Zuordnung: Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing ; Physik des Erdkörpers
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 166047863

Der Schwerpunkt des Teilprojekts P5 liegt in der Berechnung dichter, hoch-aufgelöster 3D Rekonstruktionen aus den verfügbaren Bilddaten. Zu diesem Zweck wird ein zweigeteilter Ansatz verfolgt: (1) Direkt auf dem Flugroboter wird aus den Bilddaten der Stereo-Kamerasysteme eine semidichte 3D Rekonstruktion berechnet. Sie wird inkrementell im Videotakt erzeugt und erzielt durch die Nutzung der statistischen Unsicherheit der Trajektorien und Bildinformation eine hohe Konsistenz.(2) Auf der Bodenstation wird, auf Basis der semidichten 3D Rekonstruktion sowie der hoch-aufgelösten Bilddaten des Hauptsensors ein dichtes, hoch-genaues 3D Modell berechnet. Ausgehend von 3D-Punkten der Bündelausgleichung (structure from motion) und des Lasersanners werden dichte Tiefenkarten erzeugt und fusioniert. Dabei geht es in Phase II vor allem um die Robustifizierung der Oberflächenrekonstruktion, um mit Störungen (Spiegelungen, homogenen Oberflächen, Überbelichtungen) zuverlässig umgehen zu können. Ein wesentlicher Vorteil dieser Aufteilung ist die Möglichkeit, direkte auf der Fusion vieler small-baseline Stereo-Vergleiche basierende 3D Rekonstruktions-Methoden einzusetzen und damit Rekonstruktionen im Videotakt realisieren zu können. Damit wird eine rudimentäre Selbstlokalisierung und 3D Rekonstruktion auf dem Flugroboter möglich, die nicht auf die Kommunikation mit der Bodenstation angewiesen ist.Die resultierende semidichte 3D Rekonstruktion kann dabei zur adaptiven Blickpunkt-Planung benutzt werden, es kann also bereits während des Fluges erkannt werden für welche Bereiche der Geometrie nicht genügend visuelle Informationen verfügbar sind. Diese Informationen können daraufhin eingesetzt werden um die Flugbahn entsprechend anzupassen und die Exploration zu steuern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1505: Mapping on Demand
• Mitverantwortlich: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Förstner