Mit Pointly hat der Data-Science-Spezialist Supper & Supper aus Berlin eine KI-basierte Klassifizierungssoftware für 3D-Punktwolken auf den Markt gebracht.
Man kennt sie von der Bilderkennung für das autonome Fahren oder digitalen Sprach-Assistenten (Apples Siri, Amazons Alexa): Anwendungen aus dem Bereich Künstliche Intelligenz sind inzwischen so leistungsfähig, dass sie menschliche Tätigkeiten sehr gut unterstützen können. Sie nutzen die Fähigkeiten von Neuronalen Netzwerken und des Deep Learnings, um natürliche Daten wie Bilder oder Sprache zu erkennen oder Muster zu verstehen – mit zuletzt immensen Fort-schritten. Um dieses Potenzial in die Praxis zu übertragen bedarf es neben KI-Know-how auch ein großes Maß an Pioniergeist, wie das Berliner Unternehmen Supper & Supper GmbH zeigt.
Der Full-Service-Dienstleister für den Bereich Data Science beschäftigt sich seit Jahren mit maßgeschneiderten Lösungen für maschinelles Lernen, Künstliche Intelligenz, Prozessoptimierung und digitale Transformation. Er hat auch viele Projekte umgesetzt, bei denen Geodaten eine entscheidende Rolle spielen – angefangen bei einer räumlichen Analyse von Verkaufsständen wie etwa Imbissstandorten, bis hin zur Erstellung von Windkraftkatastern auf Basis von Satellitendaten. In einem Projekt im Jahr 2019 hatte das Unternehmen intensiv mit 3D-Punktwolken zu tun, also einem Typ Geodaten, der seit einigen Jahren immer stärker eingesetzt wird, dessen Auswertung aber immer noch sehr anspruchsvoll ist. „Wir mussten für die Objektklassifikation sehr viel manuelle Arbeit und damit Zeit investieren, weil es dafür noch keine geeigneten Tools am Markt gibt, die mehr als Boden, Vegetation und Häuser beherrschen“, beschreibt Tim Bauer, Head of GeoAI, die damalige Situation. „Dann haben wir einfach eine eigene KI-basierte Plattform für Auswahl-Tools von 3D-Punktwolken entwickelt“, so Bauer. Anfang August war es schließlich soweit und Supper & Supper hat – auch durch die staatliche Förderung des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) – die Softwareplattform Pointly am Markt vorgestellt.
KI ins Werk gesetzt
Die Kernfunktion von Pointly ist die schnelle und einfache manuelle Klassifizierung durch eine KI-unterstützte Vorsegmentierung von Datenpunkten und Objekten. Dazu hat das Unternehmen ein intelligentes Verfahren entwickelt, in dem die Punktwolke im Rahmen einer Vorsegmentierung in homogene Punktegruppen geteilt wird, in denen eine effiziente Klassifizierung ermöglicht wird.
„Dieses Segmentierung-Tool funktioniert ähnlich wie das Zauberstab-Tool in Photoshop“, erklärt Sid Hinrichs, Head of Consulting bei der Supper & Supper GmbH. Damit können homogene Segmente mit nur einem Klick ausgewählt werden, auch komplexe Objekte mit schwierigen Umrissen. Die Objekte werden dann einer Klasse zugeordnet. Zusätzlich sind auch Standardwerk-zeuge wie ein Polygonlasso oder eine 3D-Bounding-Box verfügbar, um weitere Auswahlen zu treffen.
Mit Pointly können Informationen aus 3D-Punktwolken schneller und präziser klassifiziert werden. Eine intelligente Vorsegmentierung erstellt einzelne Segmente. Dadurch können Objektklassen mit wenigen Klicks den Punkten zugeordnet werden. Grafik: Supper & Supper GmbH / FairFleet GmbH
Pointly ist ein Software-as-a-Service-Angebot des Unternehmens, das heißt, Kunden erwerben einen Zugang für die Plattform und können ihre Daten zur Klassifizierung uploaden. Alternativ können sie diese Aufgabe – oder die Klassifizierung – auch in die Hände des Unternehmens legen.
Wie bei Anwendungen von neuronalen Netzen üblich, nehmen Trainingsdaten eine herausragende Stellung ein. Auf diesen selektierten Datensätzen werden die verschiedenen Funktionalitäten zur Anwendungsreife gebracht. „Der erste Schritt ist dabei die Vorsegmentierung. Anschließend kann der Nutzer im zweiten Schritt sehr schnell die zusammenhängenden Segmente über unsere Auswahltools auswählen und damit Trainingsdaten generieren“, so Bauer. Das Potenzial ist dabei hoch. Kunden berichten, dass sie die frühere Tagesarbeit in wenigen Minuten umsetzen können.
In den Jahren 2019 und 2020 hat das Unternehmen bereits viele punktwolkenbezogene Projekte umgesetzt und gestartet. Dabei ging es neben der Vermessung von Objekten auch um Generierung von Baumkatastern, Erkennung von Straßenbegrenzungen und -schäden oder Vermessung von Dachflächen. „Die Anwendungsgebiete sind riesig“, sagt Stefanie Supper. Der Kunde müsse sich nicht um Infrastruktur oder Wartung kümmern und bekomme „Forschung auf dem neuesten Stand der Technik in der Erkennung und Verarbeitung von 3D-Objektdaten“, so die Geschäftsführerin. Eine KI also, um 3D-Daten in Informationen umzuwandeln.
Zukünftige Entwicklungen
Für Supper & Supper ist Pointly ein zukunftsweisendes Projekt. Zukünftig soll es als benutzerfreundliche End-to-End-Plattformlösung einsetzbar sein, um neben der Verwaltung und Klassifizierung großer Datenmengen von 3D-Punktwolken auch Analysetools zu bieten. Der Hersteller plant, die KI-trainierten Funktionalitäten als Standarddetektoren zur Verfügung zu stellen. Diese sollen dann – nachdem sie „austrainiert“ sind – ein Höchstmaß an Automatisierungsgrad gewährleisten und Analysefunktionen unterstützen, mit denen der Anwender die Auswertung noch effizienter auf die eigenen Bedarfe anpassen kann. Derzeit sind Features in der Entwicklung, die kollaborative Ansätze verfolgen (Teilen von Punktwolken durch gemeinsames Bearbeiten von Projekten), automatische Analysen durchführen (etwa Massen- oder Volumenberechnungen) oder komplette Workflows bis hin zur Generierung von vektorisierten (CAD-fähigen) 3D-Modellen umfassen. (sg)