Automatisierte Textplatzierung auf 3D-Modellen: Eine Bachelorarbeit mit Zukunft

Wie ein Algorithmus das Digital Warehouse von Daimler Buses erweitert

Im Rahmen eines gemeinsamen Projekts zwischen Daimler Buses und SUSI&James wurde eine spannende Herausforderung angegangen: die automatisierte Platzierung von Texten auf 3D-Modellen. Bislang mussten Ingenieure und Designer manuell entscheiden, wo auf einem Bauteil beispielsweise ein Logo, eine Seriennummer oder eine Lizenzinformation erscheinen soll.

Dieser Prozess war zeitaufwendig und subjektiv. Mit seiner Bachelorarbeit „Generating and Visualizing Suggestions for Text Brandings on 3D Models“ hat Maximilian Stinner nun eine algorithmische Lösung für dieses Problem entwickelt.

Das „Digital Warehouse“ ist eine Softwarelösung für Daimler Buses, die es ermöglicht, eigene Ersatzteile zu verwalten und ihre 3D-Druckbarkeit zu prüfen. Aktuell liegt es in der Verantwortung von Fachleuten, die Machbarkeit des Drucks sowie die Platzierung von Markierungen auf den Modellen zu bewerten. Die Idee hinter Stinners Arbeit: Ein Algorithmus soll automatisiert Vorschläge liefern, die eine schnelle und objektive Entscheidung ermöglichen.

Stinners Bachelorarbeit diente als Proof of Concept. „Das Problem bestand schon länger, und die Bachelorarbeit war die Gelegenheit, es strukturiert anzugehen“, so Dr. Falco Nogatz, sein Betreuer bei SUSI&James. Die entwickelte Lösung ist zwar noch nicht produktiv im Einsatz, zeigt aber das Potenzial für eine zukünftige Implementierung.

Der von Stinner entwickelte Prototyp ist eine Browseranwendung, die 3D-Modelle analysiert, verschiedene Flächen identifiziert und basierend auf vorgegebenen Kriterien die optimale Platzierung von Texten vorschlägt. Kriterien wie Sichtbarkeit, Größe und Unauffälligkeit können dabei vom Nutzer definiert werden.

Eine der größten Herausforderungen war die Darstellung der 3D-Modelle direkt im Browser. Da keine Grafikkarte genutzt werden konnte, musste eine effiziente Lösung her, um die Modelle dennoch anschaulich zu rendern. Die Entscheidung, eine webbasierte Anwendung zu entwickeln, fiel bewusst: Sie sollte ohne zusätzliche Software direkt nutzbar sein.

Der Prototyp funktioniert gut für einfache Objekte wie Muttern und Schrauben. Bei komplexeren und größeren Dateien stößt die Anwendung jedoch an ihre Grenzen. Dennoch zeigt die Arbeit, dass eine automatisierte Textplatzierung in 3D-Umgebungen prinzipiell möglich ist. Auch wenn aktuell kein vergleichbares Produkt existiert, bietet die Arbeit einen wertvollen wissenschaftlichen Beitrag. Sie könnte nicht nur für den 3D-Druck, sondern auch für andere Anwendungen wie Gravuren von Interesse sein.

Die Zusammenarbeit zwischen Maximilian Stinner und SUSI&James lief hervorragend. Der Student, der mittlerweile sein Bachelorstudium erfolgreich absolviert hat und über ein Masterstudium in Medieninformatik nachdenkt, möchte das Thema 3D weiterverfolgen. Seine Arbeit könnte die Basis für künftige Entwicklungen bilden – sei es durch weitere studentische Arbeiten oder durch einen direkten Auftrag eines Industriepartners.

Mit diesem innovativen Ansatz zeigt sich einmal mehr, wie praxisnahe Forschungsarbeiten zu greifbaren Lösungen für die Industrie führen können. Ein spannendes Projekt mit Zukunftspotenzial!

Wir bedanken uns bei Maximilian für seine Mitarbeit und wünschen ihm alles Gute und viel Erfolg auf seinem weiteren Weg.

Forschungsprojekt „Levelkonformes Verhalten“

Den Schwerpunkt „levelkonformes Verhalten“ erforschen wir gemeinsam mit Continental. Sicherheitskritische Situationen zu erkennen und zu überwachen birgt Herausforderungen für Fahrende, insbesondere wenn der Wechsel von Vollautomatisierung, Teilautomatisierung und manuellem Fahren häufig stattfindet.

Ziel ist es, den Fahrenden deutlich aufzuzeigen, in welcher Automatisierungsstufe sie sich befinden und wie sie sich verhalten müssen. Dabei entwickeln wir einen sprechenden Beifahrer, der das Versuchsszenario erläutert, Fragen beantwortet und während der Fahrt zur Verfügung steht. Insbesondere beim Wechsel zwischen den Autonomous Drive Leveln unterstützt unsere KI. 

Forschungsprojekt KARLI: Teilprojekt „Motion Sickness“

Mit der Ford Motor Company untersuchen wir das Thema „Motion Sickness“. Hinter diesem Begriff verbirgt sich ein Zustand, den die meisten schon leidvoll erleben mussten: Übelkeit, Schwindelgefühle oder Kopfschmerzen. Insbesondere, wenn im Auto gelesen wird und sich dadurch der Gleichgewichtssinn und die visuelle Wahrnehmung stark voneinander unterscheiden verstärkt sich der Effekt. In einem automatisierten fahrenden Fahrzeug ist verstärkt mit Motion Sickness zu rechnen. Ziel ist es daher, KI-Algorithmen und MMI-Systeme (Mensch-Maschine-Interface) zu entwickeln, die in der Lage sind, Motion Sickness situationsspezifisch zu erkennen und dessen Auftreten zu reduzieren oder gar zu vermeiden.

Zur Erforschung entwickelten wir sowohl die Sprachelemente als auch einige visuelle Komponenten. Hier werden die Testfahrenden dazu angeregt, in unterschiedlichen Fahrmanövern oder -situationen beispielsweise aus dem Fenster zu schauen, etwas zu lesen und ihren Zustand mitzuteilen. Unsere Sprachassistentin SUSI interagiert in regelmäßigen Abständen mit den Testfahrenden und ermittelt das Motion Sickness Niveau. Die Testergebnisse werden anschließend analysiert und geben beispielsweise über die Auswirkungen der Umgebung Auskunft.

KARLI Halbzeitpräsentation 2023

Forschung live erleben! SUSI&James war bei der  KARLI-Projekt  Halbzeitpräsentation in der Zukunftswerkstatt von Continental in Frankfurt dabei. In Aktion zu sehen waren dort auch unsere sprachbasierten Anwendungen als Teil der KI-Lösungen unserer Partner Ford Motor Company, Continental und die Universität Stuttgart.

Das KARLI-Projekt besteht aus 8 Teilprojekten, 3 davon werden durch unsere Technologie in der Forschung unterstützt. Die aktuellen Zwischenergebnisse zu den Themen „Levelkonformes Verhalten“, „KI-Interaktion“ und „Motion Sickness“ wurden in Fachvorträgen behandelt und konnten darüber hinaus auch direkt in den Testfahrzeugen erlebt werden.

Das intelligente Fahren der Zukunft erfordert die Entwicklung von KI-Systemen, die in der Lage sind, Interaktionen im Fahrzeug personen- und kontextsensitiv auszulösen und dazu beitragen, eine sichere und komfortable Fahrt zu ermöglichen. 

Es war spannend, die Systeme und Sprachinteraktionen live in Testfahrzeugen zu erleben und selbst zu nutzen. Außerdem konnten wir bekannte Gesichter treffen und uns mit Stakeholdern und Entscheidern über ihre Projekte, Visionen und Ziele austauschen. Das gemeinsame Networking ist für uns sehr wertvoll.

Wir freuen uns gemeinsam mit KARLI einen Beitrag zum automobilen Fahren der Zukunft zu leisten.