FledermausFledermaus
 Übertage & Untertage Berichte mit vielen Fotografien


1 1 1 1 1 Rating 5.00 (15 Votes)
3D Rekonstruktion im Altbergbau - 5.0 out of 5 based on 15 votes

3D Rekonstruktion im Altbergbau via normaler FotosRollochstollen


Seid Mitte 2012 beschäftigen wir uns mit der Vision Stollen und auch ganze Stollensysteme in 3D-Modelle umzuwandeln. Durch die 3D Rekonstruktion via normaler Fotos haben wir angefangen kleine Stollen zu 3D-Modellen umzuwandeln. Die Arbeitsbedingungen unter Tage sind oft extrem widrig. Durch das permanent eindringende Wasser aus dem Deckgebirge sowie den kaum zu beseitigenden Schlamm ist besondere Vorsicht beim Einsatz von vielen elektronischen Geräten geboten. Durch mehrere aufgenommene Fotos in Folge können Stollensysteme, Abbaukammern und vieles weitere in 3D-Modele umgewandelt werden. Es entsteht nach und nach ein Altbergbau 3D Modell.

 

3D Rekonstruktion von Altbergbau Stollen & Gebäuden3D Stollenquerschnittsprofil

Durch die 3D-Rekonstruktion können von Gebäuden Stollen, Abbauhallen und vielem weiteren naturnahe (mit Fototexturen berechnete) Modelle erstellt werden die dann ein komplettes Abbild des Objektes wiedergeben. Dieses errechnete 3D Modell kann gedreht, durchfahren und vergrößert oder verkleinert werden und ist ein ideale Unterstützung von einer Dokumentation oder Präsentation. Es gibt verschiedene Wege eine solche Rekonstruktion durchzuführen die jedes Mal andere Programme oder Daten benötigen. Zudem erzielen diese auch fast alle unterschiedliche Ergebnisse. Je nach Objekt müssen vom Objekt mehrere hundert Fotos angefertigt werden. Diese müssen alle bestimmt Kriterien erfüllen.

 

 

Unter anderem verwendeten wir folgende Programme für die 3D Rekonstruktion:

  • Open-Source-Software "bundler" (entwickelt von Noah Snavely an der University of Washington)
  • PMVS2 (entwickelt von Yasutaka Furukawa und Jean Ponce, ebenfalls University of Washington
  • MeshLab (entwickelt am Visual Computing Lab des Italian National Research Council)

 

Konkret verwendeten wir folgende Programme und Tools:

 

  • Camera Calibration Toolbox for MATLAB
  • Bundle2PMVS
  • libsiftfast
  • bundler
  • PMVS2
  • Meshlab
  • Poisson Surface Reconstruction
  • Meshlab Filter „Quadric edge collapse"
  • Graphite

Zur Darstellung in WebGL-fähigen Browsern (z.B. Mozilla Firefox oder Google Chrome) wird die Bibliothek three.js (https://github.com/mrdoob/three.js/blob/master/README.md) benötigt.

 

Die Bearbeitung und Berechnung für eine 3D Rekonstruktion via Fotos benötigt hohe Rechnerleistung und einen gigantisch großen Arbeitsspeicher. Nach und nach haben wir uns eine eigene Grafikworkstation aufgebaut die heute mit einen 12 Kern Prozessor und 64 Gigabyte Arbeitsspeicher arbeitet. Zur Berechnungen stehen zusätzlich 3 GPU's zur Verfügung die auf 2 Grafikkarten sind. Anfangs setzen wir eine Nvidia Quadro 4000 ein die dann durch eine Quadro 5000 ersetzt wurde. Seid Mitte 2014 wurde diese dann durch die Nvidia Quadro 6000 ersetzt und seit Mitte 2017 haben wir eine dritte Workstation mit der wir bis zu 10.000 Fotos berechnen können. Auf der nachfolgende Seiten werden die PC-Systeme kurz vorgestellt, hierzu einfach >>hier klicken<<<

Über 5.800 Fotos : 3D-Modell eines Entwässerungsstollens 

 

Seit 2016 kommen immer mehr Programme sowie auch Hardwarelösungen auf dem Markt mit den man via Fotos oder Kameras präzise 3D-Modelle erstellen kann. Die Hardwarelösungen sind jedoch alle noch nicht für Stollensysteme geeignet. Mittlerweile, im Jahr 2017, gibt es sogar schon Handy-App's mit denen man durch aufgenommene Fotos 3D-Modelle erstellen und abspeichern kann. Diese Modelle sind, man meint es nicht, doch sehr detailgetreu bereits. Wir haben viele der neuen Programme und auch Hardware Lösungen ausprobiert und haben das eine oder andere für gut befunden. Derzeit bleiben wir aber noch bei unserer altbewährten Software. Aber man erkennt nun Ende 2017 das sich die 3D-Rekonstruktion durchgesetzt hat. So wie wir es bereits 2012 ganz klar schrieben. Es bleibt gespannt wie sich der Trend weiterentwickelt. Es wird sicher bald ein Handgerät geben mit dem man ohne Probleme und Mühen ganze Stollensysteme erfassen kann. Eins ist jedoch klar die Berechnungen werden weiterhin extreme Rechenleistungen benötigen. Wir freuen uns jedenfalls das sich immer mehr Leute in der Altbergbauforschung damit beschäftigen, diskutieren und austauschen. Im Forum der GAG kann man hierzu einiges nachlesen -> https://forum.untertage.com/viewtopic.php?f=2&p=117908

 

 

 

3D Rekonstruktion im Bergbau, Altbergbau und Stollen
Grubenriss in 3D

Weitere Seiten von uns die sich mit der Technologie auseinander setzten oder unsere 3D-Modelle zeigen

 

 

Derzeit forschen wir an einer 3D Bergwerksbefahrung über Handy oder Desktop-PC

 

3D Rekonstruktion Bunkeranlagen

Bunkersytem 3D Rekonstruktions Riss 3D Modell via Fotos 1

Punktwolken und 3D Modelle aus Fotos erstellen und verwenden

 

Fotos von 3D Rekonstruktionsmodellen die wir berechnet haben befinden sich auf vielen Seiten unserer Webseite. Mittlerweile verlinken wir nicht mehr alle erstellten Modelle hier.

Zum Seitenanfang