Fraunhofer-Plattform

Augmented Reality als Service in der Cloud

Mit der 3D-Visualisierungs-Plattform Instant3Dhub und der AR-Tracking-Technologie Visionlib ist es erstmals möglich, Augmented-Reality-Anwendungen in einer „Software as a Service“-Infrastruktur in der Cloud auszuführen. Die CAD-Daten bleiben in der Firmen-Infrastruktur gespeichert, nur die für die Visualisierung relevanten Daten werden in Echtzeit auf mobile Endgeräte übertragen.

Intuitiver Zugriff auf Produktdaten des Digital Twin dank Augmented Reality. © Fraunhofer IGD, Siemens

Augmented Reality auch in der Industrie anzuwenden, ist längst keine Zukunftsmusik mehr. Von der Montage, über die Qualitätssicherung bis zur Wartung und Reparatur liegt in industriellen AR-Anwendungen enormes Potenzial zur Prozessoptimierung. Im Mittelpunkt steht der Digital Twin als das digitale Replikat zu jedem real existierenden Objekt. Dieses beinhaltet neben den CAD-Daten auch diverse andere Informationen, Metadaten zur Beschaffenheit einzelner Bauteile oder verwendeter Materialen. Der Zugriff auf diese Daten ist von hoher Bedeutung und kann an vielen Prozessabschnitten gewinnbringend eingesetzt werden.

Der enorme Umfang an Daten, der mit der Nutzung des digitalen Zwillings einhergeht, ist jedoch nicht einfach zu handhaben. Für die Visualisierung von 3D-Modellen wird die Datenmenge daher um ein Vielfaches reduziert, hinterlegte Metadaten gehen dabei verloren. Zudem bedarf es für die Erstellung einer 3D-Visualisierung bislang spezieller Software und eigens dafür eingerichtete Rechner. Die visuelle Aufbereitung für industrielle Anwendungen erfordert zudem nicht nur Fachwissen, sondern auch lange Bearbeitungszeiten. Denjenigen, die durch den Zugriff auf die Plandaten einen echten Mehrwert für ihre alltägliche Arbeit ziehen würde – den Monteuren, Kontrolleuren oder Einkäufern – bleibt der Zugang verwehrt.

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Fraunhofer-Plattform beschleunigt Visualisierung von 3D-Modellen
Mit dem neuen Release des Instant3Dhub stellt das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD eine Plattform bereit, mit der die Visualisierung von 3D-Modellen auf Basis originärer CAD-Daten beschleunigt wird. Auf Grundlage der Plattform können immense Datenmengen unabhängig des verwendeten Geräts – AR-Brille, Tablet oder Smartphone – automatisch und in Echtzeit visualisiert werden. Neu ist die Integration der Visionlib, einer AR-Tracking-Bibliothek, lizenziert durch Visometry, einer Ausgründung des Fraunhofer IGD.

Bereits jetzt ist sie ein leistungsfähiges Tool, um Objekte in 3D zu erfassen und für die AR-Visualisierung vorzubereiten. Das Tracking, also die exakte Positionsbestimmung von Objekten im Kamerabild, ist die entscheidende Grundlage für AR-Anwendungen, da nur so Zusatzinformationen und überlagerte Informationen exakt eingeblendet werden können. Eine genaue Positionierung dieser Informationen in Relation zu dem im Kamerabild sichtbaren Objekt ist essentiell, wenn es darum geht, Schweißpunkte auf einen Gegenstand zu projizieren. Die Technologie des modellbasierten Trackings arbeitet direkt auf Basis der originären CAD-Datenbestände der Kunden, welche auch für die Visualisierung der 3D-Modelle genutzt werden. Eine aufwendige und interaktive Reduktion der Daten durch IT-Experten, wodurch häufig wertvolle semantische Zusatzinformationen verloren gehen, ist somit nicht nötig.

Die durch die gemeinsame Verwendung von Instant3Dhub und Visionlib entstehenden Vorteile erprobt Siemens bereits im Bereich der elektrischen Antriebstechnik. Die Antriebssysteme werden kundenspezifisch gefertigt, hinter jedem Antrieb steht entsprechend ein individueller CAD-Datensatz, der digitale Zwilling mit sämtlichen Produktspezifikationen. Während des gesamten Produktlebenszyklus werden bei Siemens zukünftig AR-Technologien zum Einsatz kommen. So auch bei der Qualitätssicherung, wie beispielsweise der Prüfung, ob ein gefertigtes Bauteil auch mit dem CAD-Entwurf übereinstimmt.

Derzeit forscht das Fraunhofer IGD außerdem an der Datentransformation zur Vorbereitung für den 3D-Druck direkt aus der Anwendung heraus, beispielsweise für benötigte Ersatzteile. Die Einrichtung größerer Kollaborationsmöglichkeiten, durch die mehrere Endgeräte an derselben AR-Session teilnehmen können, soll Fernwartungsszenarios erleichtern. Eine weitere Vision für die Zukunft ist die Integration einer Erkennung vorher unbekannter Objekte unter Einbindung von künstlicher Intelligenz. as

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