Natürliche visuelle Wahrnehmung für Augmented Reality Arbeitsplätze

• Antragsteller: Dr.-Ing. Rafael Radkowski
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 221444426

Ziel des Forschungsvorhabens ist eine Technik zur Simulation natürlicher visueller Wahrnehmung für Augmented Reality (AR)-Arbeitsplätze, welche die intuitive Montage virtueller mechanischer Bauteile verbessert. Übliche AR-Arbeitsplätze, die in der Industrie eingesetzt werden, nutzen einen großen Monitor, auf dem virtuelle Bauteile einem Videobild des realen Arbeitsplatzes überlagert werden. Die Darstellung ist in der Regel monoskopisch. Diese Art von AR-Arbeitsplätzen sind kostengünstig aufzubauen und schnell betriebsbereit. Allerdings entspricht deren monoskopische Darstellung nicht der natürlichen visuellen Wahrnehmung eines Anwenders. Die ist binokular und erlaubt z.B. die dreidimensionale (stereoskopische) Wahrnehmung der Umgebung. Ein Anwender verliert dadurch die Vorteile natürlicher visueller Wahrnehmung, wie z.B. die Möglichkeit den Abstand zwischen Bauteilen genau einzuschätzen. Es ist bekannt, dass die natürliche Wahrnehmung die Interaktion zum Beispiel beim Montagetraining unterstützt. Das Forschungsvorhaben adressiert diese Defizite durch die Simulation von visuellen Effekten, deren Wahrnehmung Stereoskopie suggeriert. Zwei neue Methoden werden hierfür entwickelt: 1) View-dependent Rendering für AR-Anwendungen und 2) Simulation von visuellen Tiefenreizen (Depth Cues). Beide Methoden verändern die Darstellung des Videobildes und der überlagerten Bauteile, um einen Stereoeffekt zu simulieren. Dadurch erhält der Anwender eine dreidimensional-wirkende Darstellung der virtuellen Bauteile und des Arbeitsplatzes, ohne dass er ein zusätzliches Sichtgerät (z.B. eine Datenbrille) tragen muss. Im Rahmen des Projektes soll erforscht werden, inwieweit eine Simulation dieser Effekte die Wahrnehmung der Szene verbessert. Das Anwendungsfeld ist die virtuelle Montage von mechanischen Bauteilen. Die Hypothese ist, dass die Simulation von Depth Cues und View-dependent Rendering den Montageprozess, die erreichbare Genauigkeit und die Geschwindigkeit, verbessert.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor James Oliver, Ph.D.