ARCore Measurment for Android

ivan gabrovski

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Über diese App

1. Entfernungsmessung
Entfernung ist die grundlegendste AR-Messung. Sie wird als euklidischer Abstand zwischen zwei 3D-Koordinaten (Ankern) in der AR-Szene berechnet.

2. Flächenmessung
Zur Flächenmessung muss der Benutzer mindestens drei Anker platzieren, um ein Polygon zu bilden. Die meisten AR-Flächenmessungen gehen von einer ebenen Oberfläche aus (2D-Oberfläche im 3D-Raum).

Der Algorithmus:
Die gängigste Methode ist die Schnürsenkelformel (Vermessungsformel). Da sich die Punkte im 3D-Raum befinden, sollten sie zunächst auf eine 2D-Ebene projiziert werden (mithilfe der Normalen der Ebene) oder sichergestellt werden, dass alle Punkte auf derselben erkannten AR-Kernebene liegen.

3. Volumenmessung
Die Volumenmessung ist deutlich komplexer, da sie die Tiefe berücksichtigt. Es gibt zwei Hauptmethoden:

- Box-Methode (Extrusion): Messen Sie die Grundfläche (wie oben beschrieben) und anschließend die vertikale Distanz (Höhe).

Formel: Volumen = Fläche * Höhe

- Begrenzungsrahmen-Methode: Definieren Sie einen 3D-Würfel mithilfe zweier diagonal gegenüberliegender Eckpunkte.

- Tiefen-API (Fortgeschritten): Nutzen Sie AR Core, um eine Punktwolke eines Objekts zu erstellen und das Volumen mittels konvexer Hülle oder Voxelisierung zu berechnen. Dies ist für unregelmäßige Objekte deutlich genauer, erfordert jedoch ein Gerät mit Time-of-Flight-Sensor oder hochwertiger Tiefenunterstützung.

Da Sie sich nun mit der Implementierung befassen, liegt die eigentliche Herausforderung bei AR Core nicht nur in der Mathematik, sondern auch in der Benutzerfreundlichkeit und Präzision. Die Messung eines 3D-Raums auf einem 2D-Bildschirm kann für Benutzer problematisch sein.

Hier ist eine Übersicht, wie Sie Ihre Java-Logik für diese Funktionen strukturieren:

1. Distanz (Die Grundlage)
Für eine präzise Messung sollten Sie mit `Session.HitTest()` Ankerpunkte setzen. Ankerpunkte gewährleisten, dass die Punkte auch bei Kamerabewegungen an den physikalischen Weltkoordinaten fixiert bleiben.

2. Fläche (Planare Geometrie)
Bei der Flächenberechnung möchten Benutzer üblicherweise einen Boden oder eine Wand vermessen. Die Punkte sollten auf eine Ebene beschränkt sein. Liegen die Punkte auf derselben horizontalen Ebene (sind die y-Werte nahezu identisch), kann die y-Achse ignoriert und die Berechnung als 2D-Polygon behandelt werden.

Implementierungstipp: Speichern Sie die Punkte in einer Liste. Aktualisieren Sie die Vorschau der aktuellen Fläche dynamisch, sobald der Benutzer einen neuen Punkt hinzufügt. Die Schnürsenkelformel ist hier Standard, da sie für jedes nicht selbstüberschneidende Polygon (unregelmäßige Formen) funktioniert.

3. Volumen (Die „Box“-Methode)
Die Volumenberechnung eines beliebigen 3D-Objekts ist ohne LiDAR-Sensor sehr schwierig. Für eine Standard-Java-AR-Core-App ist die Methode des extrudierten Polygons die zuverlässigste Methode:
1. Basis definieren: Der Benutzer klickt auf Punkte, um die Bodenfläche (A) festzulegen.

2. Höhe definieren: Der Benutzer klickt auf einen Punkt auf dem Boden und zieht eine Linie nach oben oder klickt auf einen Punkt an der Decke (h).

3. Berechnen: V = A * h.

Profi-Tipps für höhere Genauigkeit
Die Tiefen-API: Aktivieren Sie die Raw Depth API, sofern Ihr Gerät dies unterstützt. Sie ermöglicht Treffertests an nicht-planaren Objekten (wie einer Couch oder einem Ball), die von der Standard-Ebenenerkennung möglicherweise nicht erfasst werden.
Glättung: AR-Koordinaten können schwanken. Verwenden Sie einen einfachen gleitenden Mittelwertfilter auf die Kameraposition oder die Treffertestergebnisse, um starke Schwankungen der Messwerte zu vermeiden.
Empfohlene Architektur
Messungsmanager: Eine Singleton- oder Hilfsklasse zum Speichern der Liste aktiver Ankerpunkte.
Renderer: Zeichnet die Linien und Textbeschriftungen im AR-Overlay.
Einheitenumrechner: Ein Hilfsprogramm zum Umschalten zwischen metrischen (Meter/cm) und imperialen (Fuß/Zoll) Einheiten.

Die Anwendung bietet neben den angegebenen Funktionen auch zusätzliche Funktionen wie Lokalisierung: Englisch, Spanisch, Französisch, Bulgarisch und Deutsch. Berechnete Entfernungen, Flächen und Volumina werden in Metern angegeben und können in Zentimeter, Zoll oder Fuß umgerechnet werden.