Die Software Trian3DBuilder von TrianGraphics nutzt Navigationsdaten von HERE für die automatische Erzeugung von dreidimensionalen Straßennetzen.
Die von Trian3DBuilder erzeugten Geländemodelle können direkt in VIRES Virtual Test Drive und vielen weiteren Simulationsumgebungen verwendet werden. Foto: TrianGraphics GmbH
Aufgrund besserer und schnellerer Rechenleistung und einem wachsenden Markt im Zuge der Digitalisierung ist die Nachfrage nach 3D-Geländemodellen in den letzten Jahren stark gestiegen. Zu den Anwendungsgebieten gehören unter anderem Planungs- und Verwaltungsanwendungen, Simulation, Training, Spiele und Analytik. Gleichzeitig ist aber auch der Anspruch an die Qualität gestiegen. Schlüsselfaktoren sind in diesem Zusammenhang die Bearbeitungszeit zum Erstellen von 3D-Geländemodellen und damit verbunden die Kosten.
Um Grundlagen für 3D-Gelände-Daten für den Automobilmarkt zu erstellen, hat die Firma TrianGraphics GmbH ihre Software Trian3DBuilder weiterentwickelt. Neben Standardformaten wie Shapefiles oder OSM können auch Navigationsdaten von HERE (ehemals Navteq ) für die automatische Erzeugung von dreidimensionalen Straßennetzen verwendet werden. „Der Trian3DBuilder bietet die perfekte Grundlage zur Prozessierung solcher Daten“, erklärt Felix Fürneisen von TrianGraphics. „Der Nutzer kann aus georeferenzierten Ausgangsdaten, also Höhen-, Bild- und Vektordaten, Landschaften für die unterschiedlichsten Anwendungsszenarien erstellen.“ Diese reichen von Flug- und nautischen Simulationen bis hin zu detailreichen bodennahen Anwendungen wie Fahrsimulationen. Werkzeuge, Automatismen, Wizards und andere Hilfsmittel unterstützen den Nutzer bei der schnellen Projektkonfiguration.
Datenoptimierung und -anpassung
Nach einer ersten Optimierung kann der Nutzer über eine einfache Serverabfrage auf die Datenbank von Here zugreifen. In der Praxis wählt der Anwender das zu generierende Gebiet aus, der Trian3DBuilder fragt die Daten ab und erzeugt daraus automatisch komplexe Straßennetze mit Kreuzungen, Abfahrten, Markierungen und Verkehrszeichen. Auch Metadaten wie POIs können importiert und verwendet werden. „Die Prozedur dauert je nach Größe des Gebietes Sekunden bis wenige Minuten. Nachbesserungen sind nur bei sehr komplexen Kreuzungen oder bei fehlenden beziehungsweise schlechten Daten notwendig“, erläutert Fürneisen. „Aber auch hier hält die Software viele Funktionen bereit, um unzureichende Daten möglichst effektiv anzupassen.“
Trian3DBuilder User Interface im Roads WYSIWYG Mode zur Nachbearbeitung von Kreuzungs- und Straßengeometrie. Foto: TrianGraphics GmbH
Die aus den Navigationsdaten erstellte Straßengeometrie lässt sich außerdem mit weiteren Daten kombinieren, um beispielsweise Randbebauung, Gebäude, Vegetation und weitere Objekte in die Landschaft einzubringen. Um auch einem höheren Anspruch an Genauigkeit gerecht zu werden, kooperiert TrianGraphics mit Firmen wie 3D Mapping Solutions GmbH. „Der Workflow für den Kunden ist zwar aufwendiger, da vorab die Straßen gescannt werden müssen, allerdings werden so Genauigkeiten bis zu einem Zentimeter erreicht. Um die großen Datenmengen, welche beim Laser-Scanning entstehen, schnell und effektiv in ein polygonales und logisches Format zu überführen, haben wir eigene Formatvorschriften entwickelt“, so Fürneisen. „Die Straßendaten lassen sich so sehr einfach aus einer spurgenauen Linienbeschreibung, sogenannten Separatoren, in die Software überführen.“
Konvertieren und Editieren von Vektordaten
Am Markt sind unzählige Ein- und Ausgangsformate gebräuchlich, die von einem Generiersystem unterstützt werden müssen. Nach dem Einladen können die Daten in Trian3DBuilder in einer übersichtlichen 2D-Darstellung bearbeitet werden. „Dort lassen sich auch Vektordaten erzeugen, flexibel editieren und konvertieren“, erläutert Fürneisen. „Die Software unterstützt zudem auch runde Bezier-Vektoren und im Straßenbau gebräuchliche Klothoide.“ Texturen, 3D-Modelle und Generierungsvorschriften für Vektordaten werden in Bibliotheken verwaltet und lassen sich dort sichten und nach Bedarf ändern. Darüber hinaus lassen sich generierte Landschaften direkt im Tool betrachten und in der 2Doder 3D-Ansicht weiter bearbeiten.
Ein Schlüsselformat in der Fahrsimulation stellt dabei das unterstützte OpenDRIVE Format dar. „Das OpenDRIVE Format entwickelt sich zunehmend zu einem Standard für logische Fahrspurbeschreibung. Aktuell gibt es neben Trian3DBuilder auf dem Markt keine weitere Software, die in diesem Umfang und mit demselben Automatisierungsgrad OpenDRIVE Dateien verarbeiten kann“, ist Stephan Kußmaul, Geschäftsführer bei TrianGraphics, überzeugt. Im primären Workflow werden die OpenDRIVE Dateien korrelierend zur visuellen Datenbasis erstellt. In Simulationsumgebungen wie VIRES Virtual Test Drive sieht der Nutzer dann die visuelle Datenbasis. Die gesamte KI, wie beispielsweise Gegenverkehr, orientiert sich jedoch an dem Logikformat. Umgekehrt können auch OpenDRIVE-Dateien eingelesen werden, um eine dazu passende 3D Landschaft zu erstellen.