Heb je een driedimensionale kaart nodig van de binnenkant van een gebouw? Loop er doorheen met deze rugzak, en klaar ben je!
Een 3D-tekening van de binnenkant van een woning maken is een bewerkelijke klus. Wie onlangs nog een huis verkocht heeft, weet hoe het gaat: men maakt een schets, meet met behulp van een laserstraal alle afstanden die van belang zijn, en combineert dit met behulp van handige software tot een digitaal 3D-model.
Dat moet ook sneller kunnen, dacht onderzoeker Samer Karam van de afdeling Earth Observation Science van de Universteit Twente, en hij ontwierp de ITC-Backpack. Dit is een rugzak waarmee iemand alle benodigde informatie kan verzamelen door simpelweg een rondje door het gebouw te lopen. Waar een klassieke 3D-scan uren kan duren, is het met de ITC-backpack in enkele minuten gepiept, en dan zijn nog alle details in de scan meegenomen ook. Vooral voor complexe gebouwen zoals ziekenhuizen, treinstations en vliegvelden is dat handig.
Lasers en versnellingsmeters
De rugzak maakt gebruik van de techniek ‘SLAM’ (simultaneous localization and mapping). Hij bevat drie lichtdetectie- en afstandscanners (LIDAR) die de weerkaatsingen van laserstralen op de omringende muren, het plafond en de vloer registreren, Ook zit in de rugzak een apparaat dat bijhoudt hoe die zich door de ruimte heen beweegt. Dit laatste apparaat is een ‘IMU’ (inertial measurement unit), en maakt gebruik van versnellingsmeters en gyroscopen om de snelheid en hoeksnelheid van de rugzak door te tijd heen te volgen.
De SLAM-software vertaalt de 3D-informatie uiteindelijk in vlakken, en bouwt daarmee de driedimensionale structuur van het gebouw. Tevens herkent het systeem tijdens de wandeling eerder bezochte plaatsen, zodat het eventuele afwijkingen in de gemeten posities kan herstellen – het ijkt zichzelf als het ware.
Hulpverleners en toeristen
De kaarten kunnen gebruikt worden voor hulpverleners, die in geval van nood vaak snel informatie nodig hebben over de binnenkant van een gebouw. Plattegronden zijn dan vaak niet voldoende, en bovendien vaak verouderd wegens renovaties of verbouwingen. De brandweer kan er bijvoorbeeld veel aan hebben, zegt Karam.
Daarnaast kunnen driedimensionale modellen van gebouwen gebruikt worden om ze virtueel te bezoeken - bijvoorbeeld als toerist. Sommige musea, zoals bijvoorbeeld Naturalis, namen hun toevlucht tot zulke noodoplossingen tijdens de coronapandemie, in perioden dat het niet mogelijk was het museum live te bezoeken.
‘Ik verwacht dat we uiteindelijk digitale 3D-kaarten op onze mobieltjes en desktops hebben, om in publieke ruimten zoals ziekenhuizen en winkelcentra te kunnen navigeren’, zegt Karam. ‘Net zoals we dat buiten hebben in de vorm van Google Maps.’
Test
Karam testte de ITC-Backpack in een universiteitsgebouw in Duitsland, een gebouw van de brandweer in Haaksbergen en in verschillende gebouwen van de Universiteit Twente. ‘En zelfs in de hal waar ik mijn proefschrift vorige maand heb verdedigd’, zegt hij in een persbericht van deze universiteit.
Samenwerking
Een maand geleden, op 27 oktober, promoveerde Karam op dit onderzoek. Een jaar eerder promoveerde zijn collega Shayan Nikoohemat, op een algoritme om een 3D-kaart te maken uit de puntenwolkvan een laserscan.
Openingsbeeld en filmpje: Universiteit Twente
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.