Он разработал программное обеспечение, работающее на устройстве, в сотрудничестве со своими коллегами из группы, возглавляемой Марком Поллефейсом, профессором информатики. Разработка велась в рамках проекта Google Tango, в рамках которого интернет-компания сотрудничает с 40 университетами и компаниями.
ETH Zurich — один из них.Сравнение пикселейМетод ученых ETH работает чисто оптическими средствами. Он основан на сравнении нескольких изображений, сделанных на планшете камерой с объективом «рыбий глаз», и использует принцип триангуляции аналогично тому, как это применяется при геодезической съемке.
Проще говоря: программа анализирует два изображения фасада здания, снятые с разных позиций. Для каждого фрагмента информации об изображении, для каждого пикселя изображения он ищет соответствующий элемент в другом. По этим двум точкам, а также по известному положению камеры и углу обзора программное обеспечение может определить, как далеко каждый элемент изображения находится от устройства, и может использовать эту информацию для создания трехмерной модели объекта.
Давно прошли те времена, когда модели ограничивались очертаниями зданий и основными элементами, такими как оконные и дверные проемы. Вместо этого теперь они даже показывают архитектурные детали, такие как расположение кирпичей на каменном фасаде.Новое программное обеспечение предлагает некоторые ключевые преимущества по сравнению с существующими методами. Одним из преимуществ является то, что его можно использовать при солнечном свете. «Другие системы работают с использованием измерительной сетки инфракрасного света», — объясняет Торстен Саттлер, другой постдок группы Поллефейса, который также участвует в проекте.
В инфракрасном методе устройство проецирует сетку инфракрасного света на объект; эта сетка невидима для человеческого глаза. Инфракрасная камера фиксирует проецируемое изображение сетки и использует его для создания трехмерной карты объекта. «Этот метод хорошо работает в помещении», — говорит Саттлер. Но далее он говорит, что он плохо подходит для съемки на открытом воздухе при солнечном свете.
Это связано с тем, что солнечный свет также содержит инфракрасные компоненты, которые серьезно мешают измерениям. «На открытом воздухе наш метод имеет явные преимущества. И наоборот, инфракрасная технология лучше подходит для использования в помещениях с менее выраженной структурой, например, в комнатах с однородными пустыми стенами».Ученые ETH запрограммировали программное обеспечение для последней версии мобильного устройства Project Tango. «Эти планшеты все еще находятся в стадии разработки и еще не предназначены для конечных пользователей, но уже несколько месяцев они доступны для покупки заинтересованными разработчиками программного обеспечения, в том числе в Швейцарии.
Первые приложения для них уже разработаны; однако , в настоящий момент устройства нет в наличии », — говорит докторант ETH Шопс.Объектив типа «рыбий глаз» и строгий контроль качестваДва года назад рабочая группа Поллефейса разработала 3D-сканер для смартфонов.
Это было предназначено для небольших объектов. Текущий проект позволяет впервые нанести на карту даже целые здания благодаря объективу «рыбий глаз» и высокой вычислительной мощности устройства. «В будущем это, вероятно, можно будет использовать даже для обследования целых районов», — говорит Саттлер.
Как выяснили исследователи, отображение больших объектов страдает ошибками в расчетах трехмерных координат. «Не так просто отличить правильную информацию от неправильной», — объясняет Саттлер. «Мы решили эту проблему, запрограммировав программное обеспечение для тщательного удаления всех сомнительных значений». Обратная связь в реальном времени необходима для того, чтобы 3D-модель не превратилась в лоскутное одеяло.
Благодаря режиму предварительного просмотра пользователь всегда знает, для каких участков здания собрано достаточно информации, а какие еще требуют сканирования.Дополненная реальностьЭта обратная связь в режиме реального времени возможна, поскольку благодаря высокой вычислительной мощности все вычисления выполняются непосредственно на планшете.
По словам Саттлера, это также открывает путь для приложений в дополненной реальности. Одним из примеров является экскурсия по городу, в которой турист несет планшет, когда он перемещается по городу в реальной жизни. Если они просматривают здание «через» планшет, дополнительная информация о здании может быть немедленно отображена на экране.
Другие потенциальные приложения включают моделирование зданий, трехмерное отображение археологических раскопок и компьютерные игры в виртуальной реальности.Кроме того, технология может быть интегрирована в автомобили, чтобы они могли автоматически определять край дороги, например, или размеры парковочного места. Соответственно, в текущем проекте также использовались результаты проекта ЕС V-Charge по разработке автомобилей с самостоятельной парковкой, в котором также принимала участие группа Марка Поллефейса.Программное обеспечение, которое сейчас разрабатывается в ETH, является частью Google Project Tango. «Наше программное обеспечение теперь является частью базы данных программного обеспечения Google.
Конечно, мы надеемся, что Google сделает нашу технологию доступной для конечных пользователей и включит ее в качестве стандарта в следующую версию планшета Tango», — говорит Саттлер. «Очевидно, мы мечтаем, чтобы когда-нибудь каждое мобильное устройство включало эту функцию, позволяя разрабатывать приложения, которые ее используют». Крупный производитель компьютеров недавно объявил о своем намерении выпустить на рынок смартфон с технологической платформой Google Tango этим летом.Отчет можно найти в Интернете по адресу: https://www.cvg.ethz.ch/research/3d-modeling-on-the-go/schoeps3dv2015.pdf