Interaktive Gebäuderekonstruktion basierend auf Fotosequenzen

Durch die schlechte Isolation alter Häuser geht eine grosse Energiemenge verloren. Mit Hilfe einer thermischen Simulation ist eine optimale energetische Sanierung möglich. Die Erzeugung des 3D Modells, für die Simulation und die anschliessende Renovationsplanung, ist jedoch bei fehlenden oder veralteten Grundrissplänen mit grossem zeitlichem Aufwand verbunden. Das Gebäude muss vollständig vor Ort vermasst und dokumentiert werden, bevor es in einem geeigneten CAD-Programm modelliert werden kann. Die Verwendung von 3D Scannern ist aufgrund der hohen Anschaungskosten meist keine Option. Neueste Methoden der Forschung ermöglichen die Bestimmung der Objektstruktur basierend auf Fotograen und Videos. Anhand von Bildmerkmalen kann deren Position sowie der Standort der zugehörigen Kamera im dreidimensionalen Raum berechnet werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Anwendung entwickelt, um aufbauend auf diesen 3D Informationen die Gebäudehülle interaktiv zu modellieren.Weiter wurde ein Konzept für die Erzeugung des gesamten Gebäudemodells erarbeitet. Flächen werden auf den Bildern eingezeichnet und basierend auf den berechneten Merkmalen das dreidimensionale Pendant berechnet. Durch Rückprojektion in alle Bilder wird die Fläche kontrolliert und kann dort bei Bedarf korrigiert werden. Innert wenigen Minuten entsteht so eine Gebäudehülle. Bei Gebäuden mit einfarbigen Flächen können nur wenige Bildmerkmale berechnet werden. Durch die interaktive Eingabe von korrespondierenden Punkten auf Bildern ist der Benutzer dennoch in der Lage die Gebäudehülle zu modellieren. Die Anwendung zeigt zudem auf, wie Fluchtpunkte aus Bildern extrahiert werden können, um zusätzliche Informationen für die Flächenschätzung zu gewinnen. Messungen zeigen eine durchschnittliche Abweichung von 10 cm Kantenlänge und 0.2° Flächenschnittwinkel zum aufgenommenen Gebäude. Um die Genauigkeit zu erhöhen gilt es die Berechnung der Merkmal- und Kamerapositionen zu optimieren und zu verizieren. Die durchgeführten Recherchen und Versuche liefern nützliche Informationen dafür.

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Datum 01.09.2013
Studiengang Ingenieurinformatik
Institut INF
Typ Masterarbeit
Studierende Fabian Saccilotto
Dozenten Prof. Dr. sc. techn. Norbert Frei
Partner Intern (Institut INF)