3D Dentalscanner. AIT Austrian Institute of Technology Safety & Security Department. Manfred Gruber. Head of Business Unit

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1 3D Dentalscanner AIT Austrian Institute of Technology Safety & Security Department Manfred Gruber Head of Business Unit Safe and Autonomous Systems

2 AIT Austrian Institute of Technology Größte außeruniversitäre Forschungseinrichtung Österreichs Partner der Wirtschaft und öffentlicher Einrichtungen für Technologien, Methoden und Tools IKT & Sicherheitsforschung h it h 3 Forschungsschwerpunkte: Mobility Intelligent Vision Systems - Hochleistungsbildverarbeitung für Sicherheit in Infrastruktur & öffentlichem Raum Energy Highly Reliable Software and Systems AIT - Sichere Software und Systeme Future Networks and Services - IT- und Netzwerksicherheit - Cyber Crime - Große heterogene Systeme Health & Environment Safety & Security Foresight & Policy Development Eigentümer 50,46% Republik Österreich (Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie) 49.54% Verein zur Förderung von Forschung und Innovation (Industriellenvereinigung i i Österreich) MitarbeiterInnen: 1100 Betriebsleistung: 125 Mio. 2

3 3D Stereo Vision Success Story Erste Konzepte für 3D Vision Prototyp eines Stereo Vision Sensors für autonome Systeme Darpa Grande Challenge Teilnahme Forschung & Entwicklung Stereo Vision für indoor robotic Projekt) Darpa Urban Challenge Teilnahme Demonstrations system für indoor robots Demonstrator für Dentalscanner Dentalscanner Prototyp Hinderniserkennung für autonome Fahrzeuge / Züge Industrielle Objektvermessung Qualitätsinspektion Verwertung Kooperation mit Auburn University Kooperation mit TU Wien und ETH Zurich Kooperation mit a.tron3d und Firmen aus dem Bereich Fertigung und Automatisierung Präsentation des Dentalscanner- Prototyps auf der International Dental Show in Köln 3

4 Fundamentals of Stereo Vision Stereo Camera Head Stereo Matching Engine Application Module / Results Visualization 4

5 Real-Time Stereo Vision - Technology Highlights Stereo matching Verfahren auf Basis einer Census Transformation Verarbeitung in Echtzeit Performance optimierte Umsetzung für unterschiedliche Plattformen PC CPU und GPU Texas Instruments DSP Vision Components Smart Cameras (verteilte Stereo Verarbeitung) Performance Vergleich (450x375, 60 disparities) CPU unoptimized CPU optimized GPU DSP Smart Cameras Frame rate 0,57fps 33,31fps 105,4fps 7,74fps 11.8fps 5

6 Motivation Zahnabdruck Standardworkflow in der Arztpraxis werden die Zähne mit Abdruckmasse abgeformt im Dentallabor wird eine Gipsmodell gegossen, präpariert, vermessen und ein STL- Datenfile erstellt der Zahnersatz wird mit CAD/CAM Unterstützung gefertigt 6

7 Digitale Vermessung Optische Zahnabformung zeiteffizienter Workflow der Zukunft in der Arztpraxis werden die Zähne vermessen und unmittelbar darauf ein STL-Datenfile erstellt der Zahnersatz kann direkt in der Arztpraxis oder auch wie herkömmlich im Dentallabor gefertigt werden 7

8 Aufbau des Zahnscanners Miniatur-Stereokamera Lichtmusterprojektor Lichtquelle Elektronik und Software USB Interface 8

9 Innovationen Mechanische Robustheit & Ergonomie Miniaturisierte Stereokameras und Projektionsoptik Keine beweglichen Teile Kleinster und leichtester 3D Dentalscanner für intraorale Anwendung In Handhabung und Ergonomie sehr ähnlich zu zahnärztlichen Standardinstrumenten Offenes System Handstück plus Software ist mit jedem leistungsfähigen PC einsetzbar Erzeugte Messdaten im STL Format sind für alle im Dentalbereich üblichen CAD/CAM Systeme offen 9

10 Performance Onlineverarbeitung von 6 Messdatensätzen pro Sekunde Bildanalyse Stereomatching 3D-Registrierung Flächenrekonstruktion Live Visualisierung des Messvorgangs Vermessung eines gesamten Kieferbogens in 3 bis 5 Minuten Messgenauigkeit je Einzelmessung beträgt ca. 20µm 10

11 Weitere Anwendungsbereiche für 3D / Stereo Visioni Industrial Production and Inspection 3D Measurement for Mobile Phones Autonomous Robot Platforms Driver Assistance Systems Bedeutung für die BV-Industrie Brücke zwischen Forschung und Industrie Etablierung der Stereo Vision Technologie in einer kommerziellen Anwendung Basis für die Erschließung neuer Anwendungsgebiete in der BV-Industrie Ideen für weitere Anwendungen? 11

12 3D Dentalscanner Development Team Kontakt Manfred Gruber Head of Business Unit Safe and Autonomous Systems AIT Austrian Institute of Technology Safety & Security Department T: F: Michael Mürling Marketing and Communications AIT Austrian Institute of Technology Safety & Security Department T: F: Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 12

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