Konzeption und prototypische Umsetzung eines Rendering-Verfahrens zur echtzeitfähigen 3D-Darstellung von Straßenoberflächen
Bachelorarbeit von Andreas Schönhals
Neue Ideen und Entwicklungen werden vor ihren Massenanfertigungen einer Vielzahl von Tests unterzogen. Die Funktionsfähigkeit solcher Entwicklungen wird in Testfahrten überprüft, die viele Probleme mit sich bringen. Zum Einen beanspruchen sie sehr viel Zeit. Bei der Planung muss auf die Witterungsverhältnisse geachtet werden. Eine Durchführung ist erst mit einem funktionsfähigen Prototyp eines Fahrerassistenzsystems möglich, welcher bei einer solchen Testfahrt noch Fehler aufweisen kann. Zum anderen ist der Kostenrahmen ein gravierendes Problem, der durch die zuvor genannten Punkte beeinflusst wird. Dabei bilden kamerabasierte Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistence System – ADAS) in ihrer Entwicklung und Validierung keine Ausnahme. Durch 3D-Umgebungen lassen sich jedoch virtuelle Testfahrten im Voraus automatisiert, mit dem zu testenden System, durchführen. Dadurch können viele Mängel gefunden und für die reale Testfahrt korrigiert werden. Diese virtuelle 3D-Umgebung muss nun realitätsnah sein, um ein aussagekräftiges Testergebnis zu erhalten, weil ADAS-Systeme bei jeglichen Witterungsbedingungen einsatzfähig sein müssen. Hierfür ist es nötig unterschiedliche Witterungsbedingungen in der 3D-Umgebung einstellen zu können. Darunter fällt z.B., dass die Straße nass vom Regen sein kann, wodurch Reflektionen auf der Oberfläche entstehen. In dieser Bachelorarbeit wurde ein Renderingverfahren für Straßenoberflächen umgesetzt und dessen Effektivität analysiert. Es wurde eine trockene (normale) Straßenoberfläche und eine nasse Straßenoberfläche umgesetzt. Anhand von Fotos wurde eine virtuelle Szene erstellt und später die reale Szene mit dem Bild der virtuellen Szene gegenüber gestellt. Hierbei kommen unterschiedliche Bildanalysen in Frage, z.B. Lichtdifferenzen, Profillinienanalyse und Farbvergleiche.