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Contribution Details

Type Bachelor's Thesis
Scope Discipline-based scholarship
Title Architectural Floorplan Reconstruction
Organization Unit
Authors
  • Adilla Böhmer-Mzee
Supervisors
  • Renato Pajarola
  • Lizeth Fuentes Perez
Language
  • English
Institution University of Zurich
Faculty Faculty of Business, Economics and Informatics
Date 2022
Abstract Text ”What I do is the opposite of building walls. I build bridges. A bridge is something that connects instead of separating.” This statement by the world-famous architect Santiago Calatrava is to be turned on its head in this thesis. Even if the quotation is to be understood in a figurative sense, it is to be shown that walls not only separate but also create spaces and connect zones. Walls are to be reproduced in this project, creating a bridge between two technologies (laser scanner and Computer Aided Design (CAD) software). The captured point clouds are to be separated so that the spaces can be connected and provided for further processing. This thesis focuses on the vision of an automatic reconstruction of the built environment based on a point cloud captured by a laser scanner. Architectural plans that document the as-is state of a built environment are in great demand. Often they have to be re-recorded in the view of the fact that, for example, only old hand drawings are available in which later modifications were not documented or for the reason that blueprints have been lost. It is likely that digital plans have not been kept up to date or that old CAD data are no longer compatible with new versions. In such cases, it should be possible to reproduce new or updated plans as swiftly and precisely as possible. For this purpose, an autonomous tool was developed that offers an optimal interface between data acquisition and the usage in Building Information Modeling (BIM) applications. The presented pipeline aims to recognise and extract the most important structural elements and to model them for export. The process is characterised by the fact that no diversion is made by the creation of 2D planes, however, a direct 3D modelling is aimed at. The point clouds are acquired with the Leica BLK360 laser scanner and processed in C++ using the Point Cloud Library (PCL). In order to guarantee the integration and the connection to common CAD programs, an Industry Foundation Classes (IFC) file is created and provided.
Zusammenfassung Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der automatischen Rekonstruktion von Architekturplänen aus Punktewolken. Oft stimmen gezeichnete Pläne nach einiger Zeit infolge von nicht dokumentierten Umbauarbeiten nicht mehr mit dem Ist-Zustand überein. Es ist auch möglich, dass alte Pläne noch nicht in digitaler Form vorhanden sind oder, dass Pläne im Laufe der Zeit verloren gegangen sind. In diesen Fällen ist es hilfreich, wenn neue, aktuelle Pläne schnell und präzise erstellt werden können. Eine rasche Aufnahmemöglichkeit der Räume bietet der Laserscanner BLK360 von Leica. Um die Punktewolke möglichst zeit- und kostensparend nachbilden zu können, wurde in dieser Arbeit ein autonomes Werkzeug entwickelt, dass die bis anhin manuelle, zeitintensive und fehleranfällige Rekonstruktion automatisiert. Das Tool bietet eine optimale Schnittstelle zwischen der Datenaufnahme und der Verwendung in Building Information Modeling (BIM) Anwendungen. Die vorgestellte Pipeline sieht vor, die wichtigsten baulichen Elemente zu erkennen, zu extrahieren und für den Export zu modellieren. Der Ablauf zeichnet sich dadurch aus, dass kein Umweg über die Erstellung von 2D Schnittebenen gemacht wird, sondern eine direkte 3D Modellierung angestrebt wird. Die Punktewolken werden mit einem Laserscanner erfasst und mit Hilfe der Point Cloud Library (PCL) in C++ verarbeitet. Um die Nähe und die Anbindung an gängige Computer Aided Design (CAD) Programme zu garantieren, wird ein Industry Foundation Classes (IFC) File aufgebaut und bereitgestellt. Im vorliegenden schriftlichen Teil dieser Arbeit werden zunächst verschiedene Abhandlungen zum Thema verglichen und analysiert. Dabei werden diverse Methoden und Abläufe gegenübergestellt, bevor im Hauptteil der Arbeit die Implementation der vorgeschlagenen Lösung präsentiert wird. Zum Abschluss findet der Leser eine Auswertung der Software sowie eine Schlussfolgerung und einen Ausblick auf zukünftige Erweiterungsmöglichkeiten des präsentierten Algorithmus.
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