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RecEye: Graphbasierte Oberflächenrekonstruktion aus gestreuten dreidimensionalen Punktmengen

Abstract: 

Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines oberflächenbasierten Ansatzes zum Aufbau von Oberflächen aus dreidimensionalen Punktwolken, die mithilfe eines Digitalisiergerätes, etwa eines Laserscanners, aus einer dreidimensionalen Vorlage gewonnen werden. Die Grundidee ist, die Punkte durch einen Graphen deren Kanten auf der gesuchten Oberfläche liegen zu verbinden. Die erste Annäherung an den gesuchten Graphen ist der minimale euklidische Spannbaum (minimum Euclidean spanning tree -- EMST) der zum so genannten Oberflächen-Beschreibungs-Graphen (surface description graph -- SDG) erweitert wird. Dieses Oberflächengitter wird sukzessive durch Einfügen von Dreiecken in ein Dreiecksnetz erweitert.

Beschreibung: 

Das Verfahren folgt den grundlegenden Prinzipien, die aus dem Wissen um das Krümmungsverhalten von abgetasteten Oberflächen folgen. Auf diese Weise können sowohl Änderungen der Punktdichte, wie auch die scharfen und detaillierten Merkmale der Oberfläche zuverlässig rekonstruiert werden. Dieser Algorithmus ist im Software-System RecEye implementiert und beinhaltet verschiedene Teilschritte.

Initial erfolgt eine automatische Oberflächenrekonstruktion aus 3D Punkt-(Wolken)-Daten: Die Eingangspunktdaten dürfen völlig unorganisiert sein. Große Schwankungen in der Punktdichte stellen kein Problem dar. Sogar scharfe Kanten (Oberflächen, Wendepunkte) des Objekts werden zuverlässig rekonstruiert. Ferner können Daten aus beliebigen Digitalisiergeräten (Tactile, Laser etc.) verwendet werden. Nachfolgend wird eine automatische Verminderung des Rauschens durchgeführt und im abschließenden Schritt ein interaktives Oberflächendesign. Hierzu werden Punkte auf der Oberfläche des Objekts nacheinander ausgewählt, welches eine erste Näherung des zugrundeliegenden Graphen darstellt.

Bearbeiter: 
  • Robert Mencl
  • Heinrich Müller
Status: 
Abgeschlossen
Zeitraum: 

1995 - 2004

Interne Veröffentlichungen: 
  • Reconstruction of Surfaces from Unorganized Three-Dimensional Point Clouds, Robert Mencl, Dissertation, 2001