Aufbereitung von Informationen eines 3D-Stadtmodells zur Bestimmung von Position und Blickrichtung

Im Rahmen des zugrundeliegenden Projektes zur Umsetzung eines Lernspiels über die Geschichte Heidelbergs wird für die Realisierung auf AR-Technologien und GIS-Daten zurückgegriffen. Der Benutzer verfügt dabei über einen mobilen Computer und ein graphisches Ausgabegerät, mit dem virtuelle Inhalte in das real gesehene Bild Eingeblendet werden. Da die virtuellen Bildinhalte und Informationen auf die vom Benutzer betrachteten Gebäude abgestimmt werden sollen, muß neben der exakten Position des Anwenders auch dessen Blickrichtung bekannt sein. Diese Arbeit fügt sich im Bereich des Trackings des AR-Systems ein, wo es darum geht, die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu verbessern. Die ungefähre Position und Blickrichtung wird durch GPS und Richtungssensoren ermittelt. Für die Bestimmung der genauen Werte wird ein videobasiertes Trackingverfahren verwendet. Bei diesem wird auf ein 3D-Stadtmodell zugegriffen und der Abgleich mit den vor Ort aufgezeichneten Videodaten durchgeführt. Dieser Abgleich geschieht anhand von Gebäudemerkmalen, die aus dem Videobild und dem 3D-Stadtmodell extrahiert werden. In der vorliegenden Diplomarbeit wird ein Konzept vorgestellt, wie die signifikanten Merkmale aus einem 3D-Modell extrahiert werden können, ohne wie nach dem bisher üblichen verfahren die gesamte Szene zu rendern. Ein signifikantes Merkmal besteht in der Kontur des Modells. Die Kontur beschreibt alle Diskontinuitäten bezüglich der Tiefeninformation des Modells. Es wurden aber auch signifikante Stellen untersucht, die dadurch gekennzeichnet sind, daß es in ihrem Bereich zu starken Änderungen bezüglich der Flächennormalen des Dreiecksnetzes kommt, wie es bei Kanten, Ecken oder auch Radien auftreten kann. Erkannt wurden diese Stellen durch den Vergleich der Normalen der an der untersuchten Kante angrenzenden Dreiecke bezüglich ihrer Ausrichtung. Das Verfahren liefert als Ergebnis ein Kantenbild, das mit den Bildinformationen aus der Videoaufnahme verglichen werden kann.