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Abstract: Autonomes Low-Cost Messsystem (ALCOS) - Konzeption und Entwicklung einer mobilen AR-Anwendung für die volumetrische Erfassung und Darstellung von Baugruben [EN]
Mathias Langmann, Autonomes Low-Cost Messsystem (ALCOS) - Konzeption und Entwicklung einer mobilen AR-Anwendung für die volumetrische Erfassung und Darstellung von Baugruben, Hochschule Düsseldorf, Masterarbeit, 26.02.2021.
Die volumetrische Erfassung von Aushüben auf Baustellen zur Erdmengen-Ermittlung ist ein kostenrelevanter
Faktor und wird auch heute im täglichen Bau- stellenbetrieb immer noch in manueller Detailarbeit
durchgeführt. Dabei ist die Wahl der eingesetzten Messverfahren und einhergehend die resultierende
Genauigkeit unklar, was Unstimmigkeiten zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer zur Folge haben kann.
Der Markt für kostengünstige Tiefenerfassungs-Sensoren wird stetig durch neue präzisere und
leistungsstärkere Systeme erweitert. Diese versprechen eine genaue und zeitgemäße Möglichkeit,
die Arbeit zur Bemessung einer Baugrube zu erleichtern. Das Ziel dieser Arbeit ist die Konzeption
und Entwicklung einer einfachen mobilen Augmented Reality Anwendung, welche die Aufgaben der
Volumenberechnung im Baubereich autonom in Echtzeit durchführt sowie die einzelnen Abläufe
für eine erfolgreiche Messung über ein Feedback-System begleitet und unterstützt. Die Analyse
für die Konzeption und Entwicklung eines Prototyps beginnt in Folge einer Aufzählung von
Anforderungen, die ein mobiles System für die Volumenerfassung von Baugruben zu leisten hat.
Anschließend werden Lösungen anderer Entwicklungen, die sich mit ähnlichen Problematiken
wie diese Arbeit beschäftigen, vorgestellt. Des Weiteren werden unterschiedliche Sensorsysteme
bezüglich der eingesetzten Messprinzipien, der verwendbaren Softwarebibliotheken und der
infrage kommenden Entwicklungsplattformen analysiert. Es folgt die Untersuchung geeigneter
Algorithmen zur Volumenberechnung. Mit den Ergebnissen der Analyse werden im Rahmen der
Implementierung eines Prototyps zu erwartenden Probleme bei der Erfassung von Aushüben aufgezeigt
und Lösungsmöglichkeiten vorgestellt. Zudem zeigt sich bei der Validation der im Prozess der
räumlichen Erfassung von Baugruben gesammelten Daten, welche Informationen über das Feedback-System
vermittelt werden können. Die Darstellung der für die Nutzer relevanten Informationen erfolgt
visuell über das User Interface oder über Augmented Reality. Abschließend folgt eine Bewertung
des entstandenen Prototyps. Es zeigt sich, dass einerseits die gestellten Anforderungen erfüllt
werden können. Andererseits zeigt sich ebenso Spielraum für Verbesserungen, die mit einer
Weiterentwicklung realisiert werden können.
Keywords:
Volumenbestimmung, Augmented Reality, Baustelle, Tiefensensoren, Lidar
Betreuer:
Prof. Jens Herder, Dr. Eng./Univ. of Tsukuba
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Monika Jarosch
Ort:
Die Arbeit wurde im Labor für Virtuelles Studio / VR durchgeführt.
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