R3D Team: Rekonštrukcia 3D scény

196

EPMDigitálna reprezentácia budov, miestností a interiéru v dnešnej dobre už nie je už žiaden problém. Laserový skener si s meraním a snímaním 3D scény poradí ľahko. Výsledkom sú body v priestore, ktorých vizualizáciou vieme nasnímanú scénu zobraziť. Softvérové riešenie R3D však chce dosiahnuť zjednodušenie reprezentácie objektov scény (zredukovať počet bodov) a umožniť jednoduchú interakciu a vizualizáciu pre architektov a interiérových dizajnérov, ktorým by tak zjednodušil a urýchlil prácu s plánmi, rysovaním pôdorysov a pod.

Tým bola určená cesta, ktorou sa tím R3D vybral – konverzia dát v tvare „oblak bodov“ (point cloud) do štandardného CAD formátu DXF so zvláštnym dôrazom na zachovanie jemných detailov.

3D sken schodišťa - pôvodné dáta len ako oblak bodov
3D sken schodišťa – pôvodné dáta len ako oblak bodov

Na začiatku projektu sme si uvedomili zložitosť a rozsiahlosť problematiky, ktorou je rozloženie a rôzne typy scény. Zhodli sme sa, že nie je možné vytvoriť jednu univerzálnu metódu, ktorá by pokryla všetky možnosti. Na základe toho sme ďalej smerovali naše riešenie na špecifikáciu oblasti – rekonštrukciu interiéru – so snahou univerzálnosti vzhľadom na rôzne štandardné typy miestností. Zamerali sme sa hlavne na rekonštruovanie planárnych objektov ako steny, okná, dvere a skrine, ktoré tvoria veľkú časť miestnosti a nábytku. Ďalšou oblasťou bola segmentácia menších objektov a detailov interiéru, ktorej hlbšie riešenie ostalo v rámci budúcej práce na projekte.

Tieto zistenia a rozhodnutia boli veľmi dôležité a pomohli nám vydať sa správnym smerom a uvedomiť si, že je dôležité mať konkrétne a reálne ciele. Okrem toho bol projekt nový, začínali sme „na zelenej lúke“, čo znamená aj veľkú zodpovednosť, napríklad vytvorenie vhodnej a rozšíriteľnej architektúry. Všetko to viedlo k vyšpecifikovaniu hlavného cieľa nášho projektu: vytvorenie základu knižnice zameranej na rekonštrukciu, segmentáciu a klasifikáciu 3D objektov. To okrem iného obnáša implementovanie metódy automatickej rekonštrukcie 3D scény, ktorá generuje jednoduchý analytický opis 3D dát. Dáta sú získavané zo stereo rekonštrukcie a laserových skenov miestnosti. Výstupom je rekonštruovaný model 3D miestnosti so segmentovanými objektami, ktorý je exportovaný do formátu PCD alebo DXF pre ďalšie použitie.

Zaujímavosť a zložitosť projektu spočíva najmä v samotnej komplexite problému, ktorý rieši. Je výzvou, ktorá nemá jedno všeobecné riešenie pre všetky možnosti požiadaviek reálneho sveta. Aj keď uvažujeme len interiér, zahŕňa to rôzne scény, ktoré si vyžadujú rôzne prístupy. To znamená, že akýkoľvek nápad a algoritmus je implementovaný, stále nie je konečný. Existuje množstvo príležitostí a požiadaviek, pre ktoré je potrebné ho zmeniť a vylepšiť.

Počas projektu sme mysleli aj na budúcu prácu, vylepšenia a rozširovanie knižnice. Výsledná knižnica môže byť použitá nie len koncovými zákazníkmi, ale i pre výskum a ďalší vývoj na tímových projektoch, či diplomových prácach.

Rekonštruovaná scéna - identifikované roviny, jednotlivé schody a steny
Rekonštruovaná scéna – identifikované roviny, jednotlivé schody a steny

Na tomto projekte pod odborným vedením našej skvelej šéfky Ing. Vandy Benešovej, CSc. už dva semestre spolupracujeme siedmi študenti inžinierskeho štúdia na FIIT STU: Bc. Lukáš Hudec, Bc. Katarína Janečková, Bc. Martin Jurík, Bc. Róbert Birkus, Bc. Michal Löffler, Bc. Michal Korbeľ a Bc. Róbert Karásek. Spolu tvoríme R3D Team a posledné dva semestre žijeme heslom „Every point matters“. Počas projektu sme sa veľa naučili a zoznámili s užitočnými metódami tímovej spolupráce. Získali sme hodnotné skúsenosti v oblasti počítačovej grafiky a počítačového videnia – niektorí z nás obohatili vedomosti, ktoré mali, ostatní sme sa naučili veci úplne nové. Okrem toho sme spoznali nových ľudí a ako tím sme si veľmi sadli. Počas projektu sme zažili aj veľa vtipných a milých okamihov, ktoré nám príjemne spestrili pracovné chvíle.

Projekt prebieha v spolupráci JOANNEUM RESEARCH Graz.

Team
Team

Dobrý článok? Chceš dostávať ďalšie?

Už viac ako 4 200 z vás dostáva správy e-mailom. Nemusíš sa báť, nie každé ráno. Len občasne.

I agree to have my personal information transfered to MailChimp ( more information )

Tvoj email neposkytneme 3tím stranám. Posielame naňho len informácie z robime.it. Kedykoľvek sa môžete odhlásiť.