AugmentedRealityPraktikumSoSe2004ProjektAutotuer

Fachgebiet Erweiterte Realität (Prof. Gudrun Klinker)
Research Group for Augmented Reality

Calibrated GLConsole Assembly Process Assembly Process Math Madness bmwpromo2.jpg

Augmentierung einer PKW-Tür

Bearbeiter: MarkusMann, StanimirArnaudov, LyubomirYordanov?, IvanBorisov
Betreuer: StephanHuber, MartinBauer in Zusammenarbeit mit BMW

Ziel des Projektes ist es, ein Augmented Reality System zur Unterstützung der Montage einer Türinnenverkleidung aufzubauen. Dabei sollen die, bei der Montage verdeckten, Montagepunkte an der Türstruktur und der Rückseite der Verkleidung (Clipse) augmentiert werden, um die Montage zu erleichtern. Zusätzlich können weitere Hinweise, z.B. Pfeile, dargestellt werden, die den Werker bei der Montage unterstützen. Daneben sollen weitere Türelemente, die nach der Montage der Innenverkleidung verdeckt sind, dargestellt werden (Kabelbaum, Mechanik Fensterheber,..).


Zeitplan

Woche 1 22.06.-29.06.2004 VRML Loader, Export der Autotür nach VRML, Pointer Kalibrierung, Framework
Woche 2 29.06.-06.07.2004 Registrierung, Verbesserung der Kalibrierung
Woche 3 06.07.-13.07.2004 Graphische Darstellung
Woche 4 13.07.-20.07.2004 Aufräumarbeiten, Verbesserungen

"I love deadlines. I like the whooshing sound they make as they fly by." - Douglas Adams


Ablauf der Kalibrierung des Pointer-Tools

  1. Transformieren des Markerwürfels in ein Referenzkoordinatensystem eines fixen Markers. Dadurch werden Kamerabewegungen herausgefiltert
  2. Bestimmung des Punktes durch SVD mit bekanntem Gleichungssystem. Als zusätzliches constraint wird die Z-Koordinate im Referenzkoordinatensystem auf 0 getrimmt, da Punkt und Referenzmarker in einer Ebene liegen.
  3. Nach Durchlauf der SVD (100%) wird die Länge des Markers noch unter zuhilfenahme des Referenzmarkers geschätzt. Dadurch lassen sich bessere Ergebnisse erzielen.

Schätzung der Länge:

Der Richtungsvektor vom Würfel zum ermittelten Punkt wird verlängert, bis er die Referenzebene schneidet.

Ablauf der Kalibrierung der Modelle

  1. Tracking des Markers auf der realen Tür -> Tm
  2. Markieren eines Punktes mit dem Pointer-Tool (gemessen im Koordinatensystem Tm!)
  3. Finde Matrix T, die vordefinierte Punkte im Türmodell auf die im Schritt 2 gemessenen Punkte transformiert

Die Tür wird dann später im Koordinatensystem Tm * T gezeichnet.

Gleichungssystem zu Schritt 3

p1 = T * p1'
p2 = T * p2'
    .
    .
    .
pn = T * pn'

T
gesuchte Matrix
p'
definierte Punkte im VRML-Modell
p
gemessene Punkte


Momentane Probleme / Lösungsvorschläge / "Notizblock"

  • Bestimmung der Erkennungsqualität - "Wie gut wird ein Marker erkannt" - "Wie sicher ist eine Transformation"
    • Der Winkel zwischen z-Achse des Markers und Kamera scheint kein Qualitätsmerkmal zu sein - MarkusMann

  • Registrierung des Würfels
    • Probleme durch Ungenauigkeiten - "Welche Transformationen werden für die Berechnung benützt?"
      • Bestimmung der "besten" kombination durch eine Qualitätsanalyse
      • SVD - Berechnung des Würfelmittelpunkts durch Schnitt der z-Achsen der Marker (genau gleicher Algorithmus wie Kalibrierung des Pointers, nur Eingabe anders)
        • Diese Methode bringt nur einen Punkt - es wird aber eine volle Transformation benötigt - MarkusMann
      • SVD - Berechnung der Transformation von einem Seitenmarker auf den oberen Marker:
        • T_seite * T = T_top, Wenn man T und T_top in die einzelnen Spalten aufteilt und für jede Spalte die Least Square Methode anwendet, so ergibt sich T. Funktioniert anscheinend ganz gut. - MarkusMann


Zusätzliche Literatur

3d-3d Registrierung:

VRML


Sonstiges

  • CVS tips?


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