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Photogrammetrie leicht gemacht

Bildverarbeitungs-Software die automatisch aus Fotos dreidimensionale Modelle auf einen handelsüblichen PC generiert.

Mark Egert
nframes

Die Software ermöglicht es automatisiert und effizient, virtuelle 3D-Modelle aus Fotos zu generieren. Kameras sind aus der modernen Vermessungstechnik kaum noch wegzudenken. Mithilfe von Photogrammetrie oder auch Bildmessung genannt, werden geometrische Informationen über Objekte und Prozesse aus Bildern gewonnen. Stehen mehrere Bilder eines Objektes aus verschiedenen Blickwinkeln zur Verfügung lassen sich aus zweidimensionalen Bildern über den stereoskopischen Effekt 3D-Oberflächen rekonstruieren. Gerade bei großen Bauprojekten werden nach diesem Prinzip Gebäude, Landschaften und ganze Städte vermessen um sie im 3D-Modell digital aus Einzelbildern zu neu zu erschaffen. Diese Art der modernen Kartierung benötigt allerdings speziell angefertigtes Bildmaterial und ist sehr Speicher- und Rechenintensiv. Doch im Zuge der Digitalisierung müssen immer mehr Objekte, immer häufiger virtuell erfasst und vermessen werden. Anwendungen reichen von der Dokumentation in der Denkmalpflege, über Qualitätssicherung in der industriellen Fertigung, kameragestützte Fahrerassistenzsysteme, Modellerstellung für generative Herstellungsverfahren, bis hin zur kontinuierlichen 3D-Kartierung basierend auf Luftbildern.

SURE ist eine Software, die automatisch 3D Oberflächen aus Bildern extrahieren kann. Über den stereoskopischen Effekt bestimmt sie die Tiefe für jedes einzelne Pixel, nicht nur für zwei, sondern für beliebig viele und beliebig große Bilder simultan. Über dichte Bildzuordnungsverfahren sucht sie dabei das korrespondierende Pixel in jedem Bild und kann über einen Strahlenschnitt den Punkt in 3D berechnen. Hierbei kommt ein Algorithmus zum Einsatz, der den Semi-Global-Matching (SGM) Algorithmus um einen hierarchischen Ansatz erweitert. Durch die hierarchische Optimierung und Parallelverarbeitung können große Mengen an heterogenen Daten schnell verarbeitet werden. So kommt die Software mit der Speicher- und Rechenkapazität eines üblichen PCs aus. Die hohe Produktivität des automatisierten Verfahrens ist nicht nur kostengünstiger sonder macht auch höhere Erfassungsfrequenzen wie etwa die monatliche Erfassung von Städten möglich. Die Software ist einfach bedienbar und kann alle Arten von Bildern vom Smartphone bis zum Satelliten verarbeiten. So kann jedes Fotos mit dem Programm in ein 3D-Modell umgerechnet werden.

Anwendungsmöglichkeiten

  • ffiziente Erstellung von Karten für die Indoor- und Outdoornavigation

  • 3D-Oberflächen von Städten oder ganzen Landstrichen aus Luftbildern generieren für die Infrastrukturplanung und Baudokumentation

  • Anwendungen in der industriellen Messtechnik für die kamerabasierte Qualitätssicherung

  • Änderungsanalyse basierend auf Landschaftsbildern z.B. Baumwachstum, Hochwassersimulation, Gletscherabschmelzung

nframes

nFrames wurde 2014 als Spin-Off des Instituts für Photogrammetrie der Universität Stuttgart gegründet. Das 16-köpfige Team um den Gründer Dr. Konrad Wenzel entwickelt Softwaretechnologie für die vollautomatische Rekonstruktion von 3D-Oberflächen aus Bildern. Die dreidimensionalen Daten sind insbesondere dichte Punktwolken, texturierte Meshes und True Orthophotos. Die Verarbeitung erfolgt dabei mit sehr hoher Dichte mit bis zu einem Punkt pro Pixel und ist auch für sehr große Projekte einsetzbar. Die Software wird weltweit in der Produktion von solchen Daten insbesondere im Luftbildbereich für Flächen von bis zu ganzen Ländern, aber auch für Anwendungen wie Archäologie oder Baudokumentation eingesetzt. Kunden sind private und öffentliche Kartierungsinstitutionen in mehr als 20 Ländern. In Deutschland alleine wird die Software bereits von elf der 16 Bundesländer für die landesweite 3D-Datenproduktion verwendet.

Ihr Ansprechpartner
Mark Egert
COO

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