Vektorisierung von Raumplänen

Das Projekt implementiert eine halbautomatische Vektorisierung von Raumplänen, um die autonome Navigation von Robotern zu unterstützen.

Text

Ausgangslage

Autonome Roboter spielen in der Gesellschaft eine immer wichtigere Rolle. Obwohl soziale Roboter bereits auf dem Markt verfügbar sind, findet ihre Anwendung in Organisationen bisher nur begrenzt statt, da ihre technische Reife noch nicht ausreichend ist.

Für die autonome Navigation verwendet der Roboter LiDAR Sensoren und Kameras. Mithilfe dieser Sensoren erstellt der Roboter einen Plan der Umgebung und verwendet diesen für die Navigation. Diese Pläne sind jedoch meist unvollständig, da in Gebäuden mit Glaswänden und Glas-fassaden die verwendeten Laser-Distanzmessgeräte durch das Glas hindurchschauen

Zielsetzung

In diesem Projekt wird der Vorgang und die Methoden zur halbautomatischen Vektorisierung von Raumplänen beschrieben und implementiert. Spezielle Herausforderungen hierbei sind: das Entfernen von Bildrauschen, Kombination aus Benutzerinput und des automatisierten Vorgangs, Parametrisierung um verschiedene Raumpläne zu Vektorisieren.

Eingezeichnete Wände
                            
In diesem Bild werden die Aussen- und Innenwände, die der Benutzer eingezeichnet hat, angezeigt.
Detektierte Polygone
                            
Bei der Prozessierung des linken Bildes wurden die obigen Polygone beziehungsweise Räume detektiert.
Post-Processing
                            
                        Der Benutzer kann nachträglich die verarbeiteten Linien bearbeiten. Er kann diese entfernen oder die Ecken mittels Drag-and-Drop verschieben.

Ergebnisse

Das Projekt hat gezeigt, dass eine halbautomatische Vektorisierung von Raumplänen mithilfe von Algorithmen und Benutzerinteraktion möglich ist. Durch die Kombination von automatisierten Methoden wie Edge Detection, Hough-Transformation und RANSAC sowie benutzerdefinierten Eingaben konnte ein effizienter Workflow entwickelt werden.

Raumplan kann vom Benutzer geladen, rotiert oder vergrössert werden
Der Benutzer kann Innen- und Aussenwände mit der Maus in den Raumplan einzeichnen
Die Zeichnung und das Bild werden prozessiert, um Wände semi-automatisch zu erkennen
Die prozessierten Linien können als SVG exportiert werden.
Vorher geladene Bilder können einfach mit der Seitenleiste erneut geladen werden.

Technische Schlüsselbegriffe

Python-BibliothekenPIL, cv2, numpy
BildverarbeitungEdge Detection, Contour Detection, Hough-Transformation, RANSAC
GUI-Entwicklungtkinter, GUI

Team

Tim Hofmann
Riccardo Landolfo

Betreuer
Christoph Stamm