Gaming trifft NDT
Augmented Reality zur Messdaten-Visualisierung beim NDT
Messdaten in eine Form zu bringen, die intuitiv verständlich und doch präzise ist, ist eine der zentralen Herausforderungen in der Qualitätskontrolle. Cloud-flight sowie Recendt setzten hierfür in einem Forschungsprojekt zum Einsatz von Augmented Reality in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (NDT) Algorithmen ein, um den Prototyp einer skalierbaren AR-Lösung zu schaffen.
Bild: ©Gorodenkoff/Shutterstock.com

Unter Augmented Reality (AR) versteht man im Allgemeinen das Anreichern von 3D-Darstellungen der realen Welt mit datenbasierten, virtuellen Elementen. In der Qualitätskontrolle bietet AR eine Möglichkeit, große Mengen hochkomplexer Messdaten in eine intuitiv verständliche visuelle Form zu übersetzen. Diese Idee liegt auch dem Forschungsprojekt von Cloudflight und Recendt (Research Center for Non-Destructive Testing) zugrunde: NDT-Messdaten werden aufbereitet und auf das untersuchte Bauteil projiziert, um Fehler und Abweichungen nachvollziehbar zu visualisieren. Im Rahmen der Kooperation konzentrierte sich Recendt vorwiegend auf die Erfassung und Aufarbeitung der gewonnenen Messdaten, während der Fokus von Cloudflight auf der Implementierung einer bedienerfreundlichen Visualisierungslösung lag.

Bild 2 | Nach Lokalisierung des Messobjekts wird das Objekt angezeigt und die AR-Projektion startet.
Bild 2 | Nach Lokalisierung des Messobjekts wird das Objekt angezeigt und die AR-Projektion startet. Bild: Cloudflight GmbH

Visualisieren – aber wie?

Der im Rahmen des Projektes eingesetzte Laser-Ultraschall-Messkopf war an einem Roboterarm befestigt und wurde mit dessen Hilfe am Prüfobjekt entlanggefahren. In regelmäßigen Abständen wurden dabei an bestimmten Punkten und in bestimmten Tiefenabschnitten Messungen durchgeführt. Die Position des Bauteils im Raum wurde anhand von Markern erfasst. Die auf diese Weise erhobenen Messdaten werden auf einem separaten Gerät vorverarbeitet, um sie auswertbar zu machen. Dabei werden die Stapel von Tiefenbildern generiert, welche später die Basis für die AR-Visualisierung bilden. Nach dem Sammeln und Verarbeiten der Messdaten in eine visualisierungsfähige Form bestand für das Cloudflight-Team die Herausforderung darin, ein passendes Device zur Darstellung der Visualisierung zu wählen. Für Hands-Free-Anwendungen wäre ein Head-Mounted Device wie eine Hololens prinzipiell das Mittel der Wahl. Das Gewicht der zum Projekt-Zeitpunkt verfügbaren ersten beiden Generationen dieser AR-Brille führte jedoch bei dauerhaftem Tragen zu Komforteinschränkungen.

Als Alternative entschied man sich für den Einsatz eines Android-Tablets als Medium zur Darstellung des Bauteils inklusive AR-Elemente. Die damit verbundenen Hardware-bedingten Kompromisse in punkto Präzision und Stabilität der Projektion macht diese Lösung durch ihre Bedienbarkeit sowie Skalierbarkeit wett. So können Anwender im industriellen Einsatz für neue AR-Applikationen unkompliziert auf bereits vorhandene Devices zurückgreifen und es entfällt der Aufwand für Investition und Konfiguration. Später kann auf fortgeschrittenere Lösungen gewechselt werden, was durch die Vielseitigkeit der eingesetzten Visualisierungssoftware von Cloudflight möglich ist.

Für Anwender ist der AR-Interaktionsworkflow intuitiv: Nach dem Start der Applikation bittet das System um eine Lokalisierung des Messobjekts anhand der Marker. Nach erfolgter Lokalisierung wird das Objekt angezeigt und die AR-Projektion startet. In der Projektion lassen sich Tiefenbilder sowie Animationen betrachten, auch Objektgruppen können durch die Zuweisung von Markern zu bestimmten Objekten einfach konfiguriert werden.

Fazit

Ein zentraler Erkenntnisgewinn aus dem Forschungsprojekt war, dass es durchaus herausfordernd ist, mithilfe der aktuell verfügbaren Generation von AR-Hardware eine hohe Präzision und Stabilität bei gleichzeitig hohem Benutzerkomfort zu gewährleisten. Schätzungen der Cloudflight-Experten zufolge wird die technische Evolution der Endgeräte diese Lücke in fünf bis zehn Jahren schließen. Spätestens dann wird die AR-Hardware leistungsstark genug sein, um auch den höchsten Ansprüchen der finalen Qualitätskontrolle an Präzision und Stabilität vollumfänglich gerecht zu werden.

www.recendt.at

www.cloudlfight.io

Cloudflight GmbH

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