3DMo – Multisensorieller 3D-Modellierer (2006–2017)

Der multisensorielle DLR 3D-Modellierer ist ein Gerät für die fotorealistische 3D-Modellierung von Umgebungen in Echtzeit.
Im Jahr 2006 wurde der DLR 3D-Modellierer erstmals der Öffentlichkeit präsentiert.

Technische Daten

Systembeschreibung

Der multisensorielle DLR 3D-Modellierer wurde entwickelt, um verschiedene Sensorprinzipien und Arten der Datenfusion zur Erstellung fotorealistischer 3D-Modelle zu untersuchen. Der Modellierer kann handgeführt oder automatisiert an einem Roboter eingesetzt werden. Ein Roboter ist dadurch in der Lage, ein fotorealistisches Modell seiner Umgebung zu generieren, indem er mit seinem Endeffektor verschiedene Sensoren bewegt (Hand-Auge-System). Der 3D-Modellierer besteht aus einem Kernmodul und applikationsspezifischen Erweiterungen. Das Kernmodul besteht aus zwei digitalen Kameras, einem miniaturisierten rotierendem Laserscanner sowie zwei Linienlasermodulen. Zudem ist ein Farbdisplay und ein Computer eingebaut, der interne Berechnungen ermöglicht. Der Modellierer kann über eine Schnellwechselkupplung mit einem Handgriff mit verschiedenen Tasten verbunden werden. Seitliche Marker sind auf die gleiche Weise optional zu befestigen, um optisches IR-Tracking zu ermöglichen. Alternativ kann eine Inertialmesseinheit (IMU) angebracht werden.

	Komponenten Drei identische, spielfreie mechanische Kupplungen ermöglichen schnellen und einfachen Austausch aller Komponenten. Der Modellierer kann per Hand oder ferngesteuert bedient werden. Das Display zusammen mit dem Handgriff ermöglicht menügesteuerten Zugriff.
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	Sensorsynchronisation und -kalibrierung The concept of multisensory data acquisition in real-time, as realized by the DLR Multisensory 3D-Modeller, demands a time synchronisation concept as well as spatial calibration routines to display the 3-D sensor data in the same world coordinate frame.
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	Lageschätzung IR-reflektierende Marker können am DLR 3D-Modellierer angebracht werden, um berührungsloses Lagetracking zu ermöglichen, ohne dass es eines Roboterarmes oder eines externes Positionierungssystems wie z.B. dem FaroArm bedarf.
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	Schritthaltende Oberflächenrekonstruktion (2004) Die Entwicklung von Tiefensensoren ermöglicht das Erstellen von 3D-Modellen durch berührungslose Messung der gewünschten Objektoberflächen. Diese Modelle können für Virtual-Reality Anwendungen wie z.b. virtuelle Museen oder Produktpräsentationen sowie für die Bahnplanung und Kollisionsvermeidung im Robotik-Bereich verwendet werden.
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	Autonome Objektmodellierung Am RMC wird Robotersystemen ermöglicht, 3D-Modelle von unbekannten Objekten oder Szenen voll autonom zu erstellen. Der Roboter muss selbst entscheiden, wo man als nächstes scannt, mit dem Ziel, eine hohe Modellqualität in so wenigen Ansichten oder Scans wie möglich zu erreichen.
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	Veröffentlichungen Veröffentlichungen, die im Zusammenhang mit dem DLR 3D-Modellierer stehen.
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Dr.-Ing. Tim Bodenmüller Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Institut für Robotik und Mechatronik, Perzeption und Kognition Oberpfaffenhofen-Weßling Tel.: +49 8153 28-1874 Fax: +49 8153 28-1134