Forschungsthema »Geometrieverarbeitung«

Der Forschungsbereich »Geometrieverarbeitung« beschäftigt sich mit der Erzeugung, Verarbeitung und Analyse geometrischer Strukturen von Kleinteilen über Werkzeugen bis hin zu komplexen Gebäudestrukturen.

Unsere aktuellen Forschungsprojekte

AMBER: Abstände, Metriken und deren Berechnung

Abstandsberechnungen sind die mathematische Grundlage für viele Anwendungen: von der Bauteilvermessung im Maschinenbau bis zum Einparkassistenten im eigenen Auto. Obwohl das Problem der Abstandsberechnung zwischen zwei Objekten einfach klingen mag, ist der zunehmende Datenumfang ein Problem. Die Frage »Wie kann die Berechnung weiter beschleunigt werden?« ist zeitlos und immer relevant.

Neben der Frage der schnellen, optimalen Algorithmik ist auch die Frage der Bewertung offen: Welche Testfälle sind repräsentativ? Und welche pathologischen Fälle sind in der Praxis irrelevant?

Im Rahmen dieses Forschungsprojekts entstand ein repräsentativer Testdatensatz, mit dem verschiedene Algorithmen verglichen werden können. Zusätzlich wurden in Amber auf dieser Grundlage neue Algorithmen entwickelt und optimiert. Das Ergebnis ist eine Datenstruktur zur 3D Raumunterteilung mittels Hash-Funktionen und Zellrasterstrukturen, in der sogenannte Nachbarschaftsanfragen sehr schnell beantwortet werden können.

Eckdaten zum Forschungsprojekt

projekttitel: Abstände, Metriken und deren Berechnung
kurztitel:
AMBER
Fördergeber: Amt der Steiermärkischen Landesregierung
Konsortialführer:
Fraunhofer Austria Research GmbH
Laufzeit: 2019-2020

Projektergebnisse

Die Implementation der neuen Datenstrukturen und der darauf basierenden Algorithmik erfolgte als Microservice:

  • Diese Softwarearchitektur ermöglicht die einfache Einbindung in bestehende Softwaresysteme;
  • Sie kann als unabhängige „Stand-alone“-Lösung vor Ort genutzt werden;
  • Sie kann als Cloud-basierter Dienst genutzt werden;
  • Microservices können mit der Anzahl der Berechnungen skalieren.

Ansprechperson

Ulrich Krispel

Contact Press / Media

Dr. techn. Ulrich Krispel

Generative Modelling, Computer Vision

Fraunhofer Austria Research GmbH
Inffeldgasse 16c
8010 Graz, Österreich

Telefon +43 676 888 61 804

ProFits: Procedural Fitting Service

»Was ist der Unterschied zwischen einer Tasse und einer Tür?« Für einen Menschen ist das leicht ersichtlich. Aber wie erkennt das ein Computer? Um solche fragen zu beantworten, werden digitale Modelle mit semantischen Informationen angereichert. Semantische Informationen beschreiben digitale Objekte auf einem hohen abstrakten Niveau; etwa gemäß einer fachspezifischen Klassifikation oder nach ihrer Verwendung. Sie sind notwendig, um digitale Bibliotheksdienste wie Verschlagwortung und Suche sinnvoll anbieten zu können. Nur so sind geometrische Objekte in einer digitalen Bibliothek richtig eingeordnet und können auch wiedergefunden werden – und das möglichst einfach.

Das Forschungsprojekt »Procedural Fitting Service«, kurz »ProFitS«, untersucht ein neues Verfahren, um semantischen Informationen zu verarbeiten. »ProFitS« konzentriert sich darauf, Objektformen zu identifizieren und mit generativen Modellen zu beschreiben. Das Projektteam entwickelte einen Prototypen, der Bibliotheksdienste zur Identifikation geometrischer Formen auf der Basis generativer Modellierung anbietet und die Suche nach 3D-Formen ermöglicht.

Die generative Modellierung beschreibt dreidimensionale Formen nicht mittels geometrischer Punkte oder Dreiecke sondern mit Hilfe algorithmischer Funktionen. Die daraus resultierenden generativen Modelle nutzen »ProFitS«, um die 3D-Objekte digital zu identifizieren.

Generative Modelle beschreiben Objektklassen auf einem sehr viel höheren Level. Eine mögliche Beschreibung wäre »ein Tisch mit vier Beinen, alle x cm lang«. »ProFitS« ist in der Lage, von einem 3D-Laserscan eines Objektes auf die Aussage zu kommen, dass dieser Laserscan von einem Tisch stammen kann – inklusive Beinlänge und allen anderen Parametern.

Sie haben zahlreiche CAD-Daten, eine umfassende Produktpalette oder ein variantenreiches Sortiment? Dann stellen sich auch bei Ihnen die Fragen der Archivierung, Dokumentation, Ablage und Wiederverwendung von 3D-Modellen. »ProFitS« kann Ihnen dabei helfen.

Eckdaten zum Forschungsprojekt

projekttitel: Procedural Fitting Service
kurztitel:
ProFits
Fördergeber: FFG
Ausschreibung: IKT der Zukunft; Conquering data: intelligent systems
Konsortialführer:
Fraunhofer Austria Research GmbH
Laufzeit: 2013-2014

Ansprechperson

Torsten Ullrich

Contact Press / Media

Dr. techn. Torsten Ullrich

Forschungskoordination

Fraunhofer Austria Research GmbH
Inffeldgasse 16c
8010 Graz, Österreich

Telefon +43 676 888 61 802

TEdit: Tetrahedral Editing for Quality Assurance of small-batch 3D-printed Parts

Aufgrund der immer noch vergleichsweise hohen Druckkosten kommt der 3D-Druck für massen-gefertigte Bauteile oftmals nicht in Frage. Viele Firmen drucken aber aus Massenbauteilen abgeleitete, individualisierte Bauteile in kleineren Stückzahlen.
Um diese Bauteile qualitätsgerecht herstellen zu können, sind Simulationen an den individualisierten Bauteilen notwendig.
Aktuell ist dies ein aufwendiger, iterativer Prozess bestehend aus Bauteiländerung in der digitalen Konstruktion (CAD), Konvertierung der Geometrie für die Simulation (Vernetzung), Durchführung der Simulation sowie der mehrfachen Wiederholung bis zur gewünschten Qualität des Bauteils.

Im Projekt TEdit wird eine neue Methode der direkten Modifikation des Simulationsnetzes in Kombination mit schneller Simulation untersucht. Es wird eine interaktive, graphische Oberfläche entwickelt, in welcher das Bauteil durch Änderungsoperationen modifiziert werden kann, die schnelle Simulation gestartet und direkt deren Ergebnis betrachtet werden kann.

Durch die Reduktion des Aufwands für den Zyklus von Designentscheidung, Modifikation und Simulation stellt TEdit eine Hilfestellung dar, um 3D-Druck für individualisierte Bauteile wirtschaftlich nutzbar zu machen.

Eckdaten zum Forschungsprojekt

projekttitel: Tetrahedral Editing for Quality Assurance of small-batch 3D-printed Parts
kurztitel:
TEdit
Konsortialführer:
Fraunhofer Austria Research GmbH
Partner: Fraunhofer IGD
Laufzeit: 2019-2020

Ansprechperson

Ulrich Krispel

Contact Press / Media

Dr. techn. Ulrich Krispel

Generative Modelling, Computer Vision

Fraunhofer Austria Research GmbH
Inffeldgasse 16c
8010 Graz, Österreich

Telefon +43 676 888 61 804