Forschungsprojekt KI-basierte Punktwolkenanalyse und webbasierte VR-Visualisierung (KIP-VR)

Die Geometrie eines Objektes kann heutzutage mit modernen laser- oder bildgestützten Verfahren, u.a. als sogenannte Punktwolken erfasst werden. Unter einer Punktwolke wird eine Anhäufung von Datenpunkten innerhalb eines Vektorraums verstanden. Die mitgeschriebenen Raumkoordinaten ermöglichen dabei eine exakte Definition der Punkte im Raum. 
Aufgenommene Punktwolken werden aktuell händisch in 3D CAD-Modelle überführt, was die effiziente und kosteneffektive Anwendung jener mindert.
Aktuelle Entwicklungen im maschinellen Lernen, häufig auch als Verfahren der künstlichen Intelligenz (KI) bezeichnet, bieten Ansätze zur effizienteren Nutzung der Punktwolkentechnologie. Die Übertragbarkeit entsprechender Verfahren vom 2D-Bild auf die Punktwolke (3D) gestaltet sich jedoch bisher komplex und ist derzeit nur unter bestimmten Randbedingungen umsetzbar. Somit ist eine Extraktion eines 3D-CAD-Modells aus Punktwolkenbereichen nur bedingt möglich.  

Das Forschungsprojekt KIP-VR hat die Suche von spezifischen Objekten innerhalb einer Punktwolke zum Ziel. So sollen beispielsweise im ersten Schritt Feuerlöscher, Träger oder Stützen in der Punktwolke eines Gebäudes oder Elektromotoren, Roboterarme, Absperrventile, etc. in einer Produktionsstraße detektiert und lokalisiert werden. Zu einem späteren Zeitpunkt sollen u.a. einzelne Maschinen in Produktionsanlagen, etc. erkannt werden können.

Die Visualisierung ist ein weiterer wichtiger Baustein. Eine ortsunabhängige, cloudbasierte 2D- als auch 3D-Visualisierung, die eine Darstellung der Inhalte auch in VR/AR ermöglicht, ist daher ebenso Projektinhalt. Hierbei gilt es eine gängige Lösung zur Visualisierung im Webbrowser als Cloud-Lösung zu finden, in der die 3D-Modelle zusammen mit einer Punktwolke als “Hybrides Modell” dargestellt und zusätzlich mittels Head-Mounted-Displays (VR-Brillen) im Webbrowser betrachtet werden können.

Als weiterer Forschungsschwerpunkt wird in dem Projekt die webbasierte VR-Visualisierung eruiert. Hierbei steht eine ortsunabhängige, cloudbasierte Visualisierung im Vordergrund, die eine Darstellung der Inhalte auch in VR/AR ermöglicht. Die Visualisierung erfolgt im Webbrowser als Cloud-Lösung, in der die 3D-Modelle zusammen mit einer Punktwolke als “Hybrides Modell” dargestellt und zusätzlich mittels Head-Mounted-Displays (VR-Brillen) aus dem Webbrowser heraus betrachtet werden können.

Das Forschungsprojekt wird im Rahmen des Förderprogramms „Invest BW – Innovation II“ des Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Baden-Württemberg gefördert. Als Kooperationspartner arbeitet der Campus Horb mit der PointCab GmbH aus Wernau zusammen.

Projektlaufzeit: 01.12.2022 – 31.03.2025