Online CAD-Rekonstruktion mit handgehaltenen Tiefenkameras (HandCAD-2)

• Antragsteller: Professor Dr. Dominik Henrich
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2023
• Webseite: Zur Homepage
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270133832

Dreidimensionale, geometrische Computermodelle (CAD-Modelle) werden in vielen technischen Anwendungsgebieten verwendet, wie beispielsweise in Konstruktion, Produktion, Simulation und in Computerspielen. Diese Modelle dienen sehr unterschiedlichen Zwecken, haben jedoch gemeinsam, dass sie eine Nachahmung von starren Körpern der realen Welt darstellen. Ein CAD-Modell wird entweder manuell, in mehreren aufwendigen Schritten von einem Konstrukteur, oder einem Designer in einem kreativen Prozess am Computer erstellt. Alternativ dazu kann ein existierendes Objekt oder eine existierende Umwelt sensorisch erfasst werden, um dann automatisch ein geometrisches Modell aus den Messungen zu generieren (CAD-Rekonstruktion). Für die CADRekonstruktion stehen inzwischen kostengünstige Tiefenkameras zur Verfügung. Neben den damit erfassten geometrischen Daten sind zusätzlich abstrakte Informationen der erfassten Objekte wünschenswert, wie beispielsweise deren Eigenschaften, Symmetrien oder Funktionen. Außerdem sollte die CAD-Rekonstruktion auch ohne Fachwissen schnell und einfach durchführbar sein.In diesem Forschungsprojekt werden Verfahren für die automatische Erstellung von CAD-Modellen aus Sensordaten von handgehaltenen Tiefenkameras entwickelt und untersucht. Hierbei wird die online berechenbare Rekonstruktion von einzelnen Objekten und von vollständigen Innenraum- bzw. Außenraum-Szenen in Form von abstrakten Modellen mit unterschiedlichen Auflösungsstufen betrachtet. Die Rekonstruktion soll auch mit leistungsschwacher Rechen-Hardware so erzeugbar sein, dass die Ergebnisse schon während der Erfassung darstellbar sind. Besondere Herausforderungen sind gekrümmte, strukturarme bzw. symmetrische Oberflächen oder dynamische Objekte, wie beispielsweise Menschen, die sich durch die Szene bewegen. Langfristig wäre es wünschenswert, zusätzliche semantische Schlussfolgerungen über die rekonstruierten Objekte ziehen zu können, wie beispielsweise: Um welches Objekt handelt es sich? Ist das Objekt fixiert oder beweglich? Welche Bewegungsmöglichkeiten besitzt das Objekt (z. B. eine Tür)?

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen