PReCIS - Portables Reality Capturing für Infrastruktur und Smartcity

Ziel des Projekts ist die Erweiterung der heutigen infra3D Services der Wirtschaftspartnerin iNovitas AG um die 3D-Kartierung von nicht befahrbaren Umgebungen in Innenstädten, Parks und im Untergrund. Dazu soll ein Workflow entwickelt werden, der Bilddaten aus einer portablen Datenerfassung mittels Hightech-Messrucksack möglichst nahtlos und effizient in die bestehende Architektur integriert.

Zusammenfassung

Mit dem Projekt PReCIS sollen die heutigen infra3D Services der iNovitas AG um ein neues Dienstleistungsangebot zur 3D-Kartierung von Innenstädten, Parks, Infrastrukturen im Untergrund etc. erweitert werden, die alle nicht mit Messfahrzeugen befahren werden können. Dazu soll ein Workflow entwickelt werden, der Bilddaten aus einer portablen Datenerfassung mittels Hightech-Messrucksack möglichst nahtlos und effizient in die infra3D-Architektur der iNovitas AG integriert. Hauptziele dieser Entwicklungen sind eine möglichst automatische Georeferenzierung der mobil erfassten Daten auf die bestehenden Befahrungsdaten aus den Fahrzeugaufnahmen sowie eine robuste und genaue Generierung von 3D-Bilddaten aus den Panoramaaufnahmen der portablen Messsysteme. Als Anbieterin von professionellen Street View Services mit Schweizer Präzision, erhebt die Projektpartnerin den Anspruch, mit Hilfe des neuen Workflows diese hohe Qualität zukünftig auch für die portablen Messungen zu gewährleisten.

Projektziele

Im Rahmen des Forschungsprojekts «PReCIS» sollen die Lücken, welche für den produktiven Einsatz portabler Messsysteme detektiert wurden, geschlossen werden. Die wichtigsten zu lösenden Herausforderungen sind hierbei:

Eine Automatisierung der Georeferenzierung und Co-Registrierung bei unverändert hohen Genauigkeitsansprüchen. Portable Ergänzungsmessungen sollen zukünftig dergestalt in die grossflächigen infra3D Services von Städten oder Infrastrukturbetreibern etc. integriert werden, dass a) der manuelle Arbeitsaufwand bei der Prozessierung – insbe-sondere bei der Einpassung in die bestehende 3D-Bilddatenbasis – minimal gehalten werden kann und dass b) den Kunden die gewohnt hohen Messgenauigkeiten und die Intuitivität der Web-Services der iNovitas AG garantiert werden können – unabhängig davon, mit welchem Messsystem die Daten erfasst wurden.
Eine genaue und robuste Bestimmung der Tiefeninformation für die Panorama-Aufnahmen eines portablen Messsystems. Bei der bisherigen fahrzeugbasierten Erfassung der iNovitas AG erfolgt die Tiefenbestimmung für jedes Bildpixel primär über Stereo-Bildaufnahmen und Dense Image Matching (dichte Bildzuordnungsverfahren). Bei portablen Systemen können jedoch u.a. aus Platzgründen keine Stereokameras eingesetzt werden, was alternative Ansätze erfordert.

Teilprojekt Georeferenzierung und Co-Registrierung

Mit dem Teilprojekt Georeferenzierung und Co-Registrierung wird die bestehende Georeferenzierungspipeline erweitert, um die Verortungsgenauigkeit und Robustheit der portabel erfassten Bilddaten in unterschiedlichen Umgebungen (Outdoor, Indoor / Underground) sowie eine möglichst automatisierte Co-Registrierung der Backpack-Bilddaten mit bestehenden infra3D-Diensten zu ermöglichen.

Infra3D Client mit hinterlegter 3D-Tiefeninformation – manuell erstellter Prototyp mit Backpackdaten

Teilprojekt 3D-Extraktion

Im Teilprojekt 3D-Extraktion steht die robuste 3D- bzw. Tiefenbestimmung für monoskopische Panoramaaufnahmen im Fokus. Dazu werden die mitgeführten LiDAR-Sensoren einerseits als Input für die Berechnung und Interpolation der Tiefenkarte genutzt. Andererseits sollen neue Ansätze untersucht werden, bei denen die LiDAR-Daten als Input bzw. als Näherungswerte für neue bildbasierte «Dense Image Matching» Ansätze genutzt werden, um so robustere und genauere 3D-Bilddaten zu erhalten.