Online CAD-Rekonstruktion mit handgehaltenen Tiefenkameras (HandCAD-2)
Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
Zusammenfassung der Projektergebnisse
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 und dann automatisch ein geometrisches Modell aus den Messungen generiert werden (CAD-Rekonstruktion). Für die CAD-Rekonstruktion 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 erzeugbar sein, sodass die Ergebnisse schon während der Erfassung darstellbar sind. Besondere Herausforderungen sind mögliche Löcher in der Rekonstruktion und dynamische Objekte, wie beispielsweise Menschen, die sich durch das Bild 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)?
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Intuitive Erzeugung von 3D-Modellen mit handgehaltenen Sensoren. Mensch und Computer 2014 - Tagungsband, 85-94. OLDENBOURG WISSENSCHAFTSVERLAG.
Sand, Maximilian & Henrich, Dominik
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Incremental reconstruction of planar B-Rep models from multiple point clouds. The Visual Computer, 32(6-8), 945-954.
Sand, Maximilian & Henrich, Dominik
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“ENACT: An Efficient and Extensible Entity-Actor Framework for Modular Robotics Software Components”, 47th International Symposium on Robotics (ISR’16), Munich, June 21-22.
Werner T., Orendt E., Gradmann M., Sand M., Spangenberg M. & Henrich D.
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Matching and pose estimation of noisy, partial and planar b-rep models. Proceedings of the Computer Graphics International Conference, 1-6. ACM.
Sand, Maximilian & Henrich, Dominik
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“Sparse and Precise Reconstruction of Static Obstacles for Real-Time Path Planning in Human-Robot Workspaces”, 50th International Symposium on Robotics (ISR’18), München, Juni 19-22.
Werner T., Sand M. & Henrich D.
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"Inkrementelle Rekonstruktion von planaren Volumenmodellen mit handgehaltenen Tiefenkameras", Dissertation der Universität Bayreuth, 2019, Gutachter: D. Henrich, M. Guthe, H. Hagen.
Sand, M.
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User Guidance and Automatic Completion for Generating Planar B-Rep Models. Annals of Scientific Society for Assembly, Handling and Industrial Robotics, 33-43. Springer Berlin Heidelberg.
Rohner, Dorian; Sand, Maximilian & Henrich, Dominik
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Incremental Online Reconstruction of Locally Quadric Surfaces. Proceedings of the 17th International Joint Conference on Computer Vision, Imaging and Computer Graphics Theory and Applications, 155-162. SCITEPRESS - Science and Technology Publications.
Bloeß, Josua & Henrich, Dominik
