Objekt Rekonstruk4on. Niklas Bunge. Niklas Bunge
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- Käte Stein
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1 Objekt Rekonstruk4on Niklas Bunge Niklas Bunge
2 Inhalt Defini&on Rekonstruk&onsablauf Einsatzgebiete Mo&va&on / Problemstellung Paper Review - 3D Rekonstruk&on Ver&efung ICP Ver&efung Marching Cubes Zusammenfassung Fazit Seite 2
3 Begriffsdefini4on (h;p:// Rekonstruk&on Wiederherstellen, Nachbilden (des Ursprünglichen Zustandes) Detaillierte Erschließung und Wiedergabe Objekt Gegenstand, mit dem etwas geschieht oder geschehen soll Seite 3
4 Genereller Ablauf 1. Objekt Erfassung 2. Registrierung 3. Objekt Visualisierung Seite 4
5 Einsatzgebiete Erkundungsroboter Katastrophengebiete Medizin Op. Planung Augmented reality 3D Scan/Drucken Seite 5
6 Mo4va4on/Problemstellung Vielzahl an Messverfahren Mobilität Laufzeit Genauigkeit Seite 6
7 Paper- Review Shape Reconstruc&on from Mul&ple RGB- D Point Cloud Registra&on (2014) IEEE DOI: /INDIN Takimoto, R.Y. Comput. Geometry Lab., Escola Politec. da USP, Sao Paulo, Brazil Tsuzuki, M.S.G. ; Vogelaar, R. ; Mar&ns, T.C. ; Iwao, Y. ; Gotoh, T. ; Kagei, S. ; Gallo, G.B. ; Garcia, M.A.A. ; Tiba, H. Seite 7
8 Ziel 3D Modell Erzeugung: Aufnahmen mit 3D Kamera Registrierung mit ICP + Farbinfo Oberflächenrekonstruk&on mit Marching Cubes Vergleich mit Konven&onellem ICP Seite 8
9 Rekonstruk4onslgorithmus Seite 9
10 Objekt erfassung Kinect Strukturiertes Licht Bildpunkte RGB- D Seite 10
11 3D Registrierung Seite 11
12 Ver4efung: Itera4ve Closest Point Algorythmen A Method of Registra&on of 3- D Shapes (1992) Paul J. Besl und Neil D. McKay Effiziente Registrierung von 3- D Formen 6 Freiheitsgrade Kleinste Fehlerquadrate Konvergiert zum lokalen Minimum Seite 12
13 Quelle: iterative-closest-point-algorithm-point-cloudmesh-registration/ ICP Algorithmus 1. Bes&mme geringsten Abstand 2. Berechne Rota&on und Transla&on für Minimierung 3. Registrierung anwenden 4. Wiederhole 1-3 solange: d k d k+1 < τ τ: Schwellwert d: Durchschniqlicher quadra&scher Fehler Seite 13
14 ICP Abwandlung 4D : (x,y,z,h) Ausreißer vernachlässigen miqels dynamischem Grenzwert D max Gewichtung von naheliegenden Punkten Seite 14
15 Angepasster ICP vs konven4oneller ICP Seite 15
16 Oberflächen Rekonstruk4on Ensernen von Rauschen, Kalibrierungsfehlern und Registrierungsfehlern Seite 16
17 Oberflächen Rekonstruk4on Seite 17
18 Ver4efung: Marching Cubes :A HIGH RESOLUTION 3D SURFACE CONSTRUCTION ALGORITHM (1987) William E. Lorensen and Harvey E. Cline Oberfläche annähern Linearer Interpola&on Dreiecke Shading Seite 18
19 Der Cube Seite 19
20 14 Mögliche Interpola4onen +gedreht +komplement Seite 20
21 Gouraud Shading Normale berechnen Schateren Seite 21
22 Zusammenfassung RGB- D Aufnahme mit Kinect Registrierung mit ICP Oberflächenrekonstruk&on mit Marching Cubes Kinect hat viel Rauschen Nutzen der Farbinforma&on brachte Vorteile Verwenden einer Bilderserie verbessert die Rekonstruk&on Seite 22
23 Fazit Vielzahl an Aufnahmegeräten, Registrierungs- und Visualisierungsverfahren Auswahl ist abhängig vom Einsatzgebiet Seite 23
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