MATAHARI - Erzeugung von 3D-Modellen mittels eingebetteter Strukturinformation

Augmented Reality (AR) ist eine neuartige Technologie, die Benutzerschnittstellen für industrielle Anwendungen der Zukunft ermöglicht. Arbeitskräfte können per Datenbrille visuelle Anleitungen für Wartung, Reparatur oder Konstruktion erhalten. Die Anleitungen können entweder aus einer Datenbank stammen oder von einem örtlich getrennten Experten in Echtzeit bereit gestellt werden (Telepräsenz). Trotz vieler technischer Fortschritte sind wesentliche Elemente für ein solches Szenario noch nicht oder nur in rudimentärer Form vorfügbar. Kommerziell verfügbare Software für AR unterstützt nur einen Teil der Funktionen, die für Telepräsenz nötig sind. Es fehlen geeignete Methoden für interaktives 3D-Scanning und für die Übertragung von 3D-Modellen. Das vorliegende Projekt konzentriert sich auf die interaktive Erzeugung von 3D-Modellen mittels eingebetteter Strukturinformation. Neueste Entwicklungen im Bereich des Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) bilden dazu den Ausgangspunkt. Mit einem mobilen Gerät können damit prinzipiell Rekonstruktionen auch in schwierig beherrschbaren industriellen Umgebungen erstellt werden. Allerdings sind jene Verfahren, die eine geeignete Qualität bieten, zu rechenaufwendig für konventionelle Mobilgeräte. Daher werden wir unsere Expertise im Bereich Parallelprogrammierung einbringen, um mittels mobiler GPU die Laufzeit der Verfahren dramatisch zu verbessern. Dies führt zu einer schnelleren, robusteren und letztlich einfacher einzusetzenden Methode für 3D-Rekonstruktion. Auf die Echtzeitrekonstruktion aufbauemd werden wir Methoden zur effizienten Visualisierung von 3D-Daten in industriellen Umfeld untersuchen. Eine zentrale Herausforderung ist, auch Nicht-Experten in die Lage zu versetzen, Instruktionen in verständlicher Art und Weise in 3D zu erstellen und darzustellen. In typischen industriellen Anwendungsszenarien ist diese Aufgabe mit den oben genannten Werkzeugen sinnvoll umsetzbar und erschließt wichtige neue Anwendungsformen. Konkret wird die neue Telepräsenz-Technik einem Experten die Möglichkeit geben, auch über grosse Distanzen einen Industriearbeiter zu unterstützen. Dazu kann der Experte per Echtzeit- Streaming eine 3D-Rekonstruktion untersuchen, noch während diese vom Industriearbeiter erstellt wird. Der Experte kann die 3D-Daten mit Anmerkungen versehe, die unmittelbar vom Industriearbeiter eingesehen werden. Wir werden nicht nur die Werkzeuge für die 3D-Rekonstruktion selbst erstellen, sondern auch Werkzeuge für die Übertragung, Visualisierung und Erzeugung von Anmerkungen. In Zusammenarbeit mit industriellen Interessenten werden wir den Nutzen und die Bedienbarkeit der erstellten Lösung untersuchen und iterative Verbesserungen vornehmen.