BIMxD-Bauwerksinspektor XR

Die Methode BIM kommt im Bauwesen zunehmend für die Planung von Neubauten zur Anwendung, während Bestandsbauwerke derzeit noch kaum betrachtet werden. Gerade für den Betrieb und die Unterhaltung können digitale Methoden jedoch zu einem deutlichen Mehrwert führen. Für viele Bestandsbauwerke liegen lediglich eine fragmentarische analoge Dokumentation vor und der Datenaustausch ist häufig ineffizient und mit Problemen, wie zum Beispiel Datenverlusten, behaftet, der durch den Einsatz von BIM optimiert werden kann.

Für die BIM-Modellierung eines Bestandsbaus muss das Bauwerk in der Regel zunächst vermessen werden. Die heute dafür verwendeten Erfassungstechniken (z.B. Laserscanning) sind zwar sehr fortschrittlich, die Auswertung der Messdaten ist allerdings aufwendig und sehr kostenintensiv. Dies ist vor allem darin begründet, dass die Verfahren zur Messdatenregistrierung und Erzeugung eines 3D-BIM-Modells (Scan-to-BIM) noch nicht vollautomatisiert sind, weshalb eine Vielzahl manueller Bearbeitungsschritte notwendig sind. Auch die Dokumentation und Inspektion von Bestandsbauten ist in der Baupraxis wenig fortschrittlich. Es sind oft lange Anreisen mehrerer Bauinspektoren notwendig, um eine Inspektion vor Ort durchzuführen, was mit hohem Kosten- und Zeitaufwand verbunden ist.

Das Ziel des ZIM-Projektes „Bauwerksinspektor XR“ ist die Entwicklung von Verfahren, die eine Erstellung von BIM-Bestandsmodellen in einer neuartigen Virtual Reality (VR)- / Augmented Reality (AR)-Umgebung ermöglichen. Es soll erstmals eine VR-Umgebung entwickelt werden, die eine effiziente Erstellung von digitalen, semantischen 3D-Bauwerksmodellen aus Messdaten (Punktwolken und Bilder) zulässt. VR bietet die Möglichkeit mittels intuitiver Bedienung einfach und schnell ein BIM-Modell des Bauwerks zu skizzieren. Neben einer VR-Umgebung soll eine AR-Umgebung entwickelt werden, die eine Vor-Ort-Komplettierung des BIM-Modells ermöglicht. Mittels AR soll ein virtuelles Bauwerksmodell mit der Realität überlagert werden, sodass ein Inspektor vor Ort das zuvor in VR erstellte, unvollständige Modell komplettieren (z.B. Kanten, die im Laserscan verdeckt waren oder semantische Eigenschaften der Bauteile) kann. Derart lässt sich die Erstellung der digitalen Bauwerksmodelle deutlich beschleunigen und Kosten einsparen.

Um die Projektziele zu realisieren, entwickelt das gia gemeinsam mit der TEMA AG neben graphischer Nutzeroberflächen und Interaktionsmöglichkeiten für die VR- und AR-Umgebung, drei Grundkomponenten: ein Datenbankmodell, eine Streaming-Engine und einen Modellierungskernel. Ein spezieller Fokus liegt auf der Echtzeit-Verarbeitung von großen Datenmengen, damit die Messdaten in Originalauflösung visualisiert werden können und eine detaillierte Modellerzeugung ermöglicht werden kann. Die GUI-gestützte Modellierung soll dabei möglichst stark automatisiert werden, indem dem Nutzer beispielsweise Kanten und Flächen vorgeschlagen werden. Die Modellobjekte sollen auf Basis von einem Industry Foundation Classes (IFC)-konformen Bauteilkatalog erzeugt werden.

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