VR und AR: Warum sie die Bauindustrie produktiver machen können

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VR und AR erobern immer mehr Bereiche der Arbeitswelt. Auch die Bauindustrie profitiert davon. Zwei Experten der Topcon Positioning Group erklären, warum.

Virtual Reality wächst und erobert Zug um Zug immer mehr Bereiche der Arbeitswelt. Auch die Bauindustrie profitiert von der digital geschaffenen Wirklichkeit: Gebäudemodelle lassen sich schon vor Baubeginn begehen, Geländepläne können detailreicher verfasst werden. Im Interview sprechen die Topcon-Experten Alok Srivastava, Director Product Management, und Duncan McCormick, Business Development Manager Subscriptions EMEA, über die Vorteile von Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR – erweiterte Realität).

Seit wann arbeitet Topcon mit VR/AR-Technologien?

Alok Srivastava: Topcon leistet schon seit langer Zeit mit Techniken zur Positionsbestimmung von Bilddaten und Kameras einen Beitrag zum Erfassen der Wirklichkeit. Vor über zehn Jahren bot die Imaging Station eine Funktion zum Erkennen möglicher Objektkanten anhand von Bildpunkt-Variationen, um so die Signallaufzeit genauer zu bestimmen.

An welchen VR/AR-Technologien arbeitet Topcon momentan?

Srivastava: In der Produktentwicklung konzentrieren wir uns auf Produktivitätssteigerungen in Arbeitsabläufen mithilfe von Augmented Reality AR und Virtual Reality VR. Wir untersuchen zum Beispiel das Potenzial für eine automatisierte Kalibrierung, Messung und Positionsbestimmung der Instrumente anhand von Objekterkennung, wobei die genaue Lage dieser Objekte mit Entwurfszeichnungen verglichen wird.

Welche Ziele verfolgen Sie mit dieser Entwicklungsarbeit?

Srivastava: Wir möchten die beste visuelle Darstellung der Wirklichkeit bereitstellen, damit Projektleiter und die Teams vor Ort fundierte Entscheidungen treffen können. Das fließt in die Entwicklung von Sitelink 2.0 ein. Solche Techniken lassen sich heute mit Standardkomponenten umsetzen: hochauflösende Kamerasensoren und kompakte inertiale Messeinheiten (IMU).

Wie wird die virtuelle Realität in der Baubranche eingesetzt?

Duncan McCormick: Virtual Reality, also das Erschaffen vollständig künstlicher Welten, und Augmented Reality, bei der künstliche Elemente und die Wirklichkeit überlagert werden, um eine manchmal auch Mixed Reality genannte Darstellung zu erzielen, finden in der Bauindustrie zunehmend Verbreitung. Wir bei Topcon sehen speziell in der Augmented Reality große Chancen, denn sie bietet aus Anwendersicht die meisten Vorteile. So lässt sich vor Baubeginn ein digitaler Zwilling eines realen Projekts konstruieren, der Bauunternehmen dabei hilft, die benötigten Materialien mit mehreren Jahren an Vorlaufzeit zu bestellen.

Welche konkreten Vorteile bringt der Einsatz von VR und AR?

McCormick: Die Verwendung von VR und AR schafft Planungssicherheit und bietet gleichzeitig die Gelegenheit, einen guten Preis sicherzustellen. Bauunternehmen und Projekteigentümer legen die Zeit für die Fertigstellung eines Projekts fest und müssen dabei die Kosten und die Effizienz im Blick behalten. Auch kann Augmented Reality hier helfen.

Ein solches virtuelles Modell kann außerdem für die Kollisionserkennung genutzt werden, wie es beispielsweise in unserer Magnet-Software geschieht.

Kann VR/AR-Technologie auch zur integrierten Projektübersetzung beitragen?

McCormick: Ja, selbst bei großen Infrastrukturprojekten, wo es viele Projektbeteiligte mit unterschiedlichen Zielsetzungen gibt. Bisher arbeiteten die meisten Parteien isoliert voneinander – das kann zu teuren und zeitaufwändigen Problemen führen. Auf der digitalen Internetplattform Topcon Magnet Live wird ein virtuelles 3D-Modell vorgehalten, das von allen kontrolliert werden kann. Alle Mitwirkenden können Kommentare hinterlassen und sich so anhand des zentralen Modells zum Beispiel über mögliche Kollisionen austauschen und Daten aufeinander abstimmen.“

Welche Vorteile bringt dieses Projektsteuerungsverfahren dem Bauherrn?

McCormick: „Gleichzeitig können Projekteigentümer noch vor Baubeginn mögliche Problemstellen erkennen und gegensteuern. Das neu zur Topcon-Gruppe gehörende Unternehmen BIMtrace bietet Hilfsmittel zum Überlagern von Baustellenbildern in einer virtuellen Modellumgebung. Das erleichtert den Vergleich und die Beurteilung der tatsächlichen Bedingungen vor Ort.

Der nächste Schritt ist dann die 3D-Kollisionsprüfung auf Wertebasis. Dabei lassen sich Werte vorgeben, um diesbezügliche Kollisionen anzuzeigen. Ein Beispiel: Sie können die für ein Modell erwarteten zehn Fehler mit den höchsten Folgekosten anzeigen lassen. So wird aus einem Modell als schickes Gimmick ein in den Bauverlauf eingebundenes Abfragewerkzeug mit echtem finanziellem Mehrwert.“

Trotz allem stoßen AR und VR gelegentlich auch an ihre Grenzen. Gibt es schon Anschlusskonzepte?

McCormick: Ja, weitere zukünftige Konzepte dürften die recht neuen Techniken CAVE (Computer Assisted Virtual Environment = computergestützte virtuelle Umgebung) und IPD (Integrated Project Delivery = integrierte Projektabwicklung) sein. CAVE ist ein wegweisendes und immersives VR-System, bei dem eine 3D-Darstellung auf die Innenwände eines Ausstellungsraums projiziert werden. So können ganze Gruppen gemeinsam eine virtuelle Welt im Maßstab 1:1 betreten. Konstrukteure und Planer können Baupläne dreidimensional in Lebensgröße bereitstellen – als wäre der Bau bereits abgeschlossen. CAVE spielt eine wichtige Rolle im IPD-Ansatz. Letzterer vereint die Daten einer Vielzahl von Projektbeteiligten während der Planungsphase, die schließlich in die endgültige Baukonfiguration einfließen. Diese Ansätze sind in Skandinavien bereits weit verbreitet und geschätzt. Im restlichen Europa dürfte der Markt in den nächsten Jahren reif dafür sein.

Spielen AR und VR auch in der Vermessung eine Rolle?

Srivastava: AR und VR werden auf jeden Fall auch in der Vermessung zur Produktivitätssteigerung und für detailliertere Dokumentationen eingesetzt. Wir können jetzt ein Panoramabild und eine Laserscanner-Punktwolke an einem Instrumentenstandpunkt in weniger als vier Minuten aufnehmen. Arbeitssicherheit und Produktivitätssteigerung stehen auf der Prioritätenliste von Vermessungsbüros und Bauunternehmen ganz oben. Diese Art der Aufnahme hilft dabei, beide Ziele zu erreichen. Eine 360-Grad-Aufnahme in fotografischer Form und als Punktwolke an jedem Standpunkt bedeutet eine schnellere und günstigere Messung. Und wenn diese Ansichten in Cloud-Lösungen wie Magnet Live und Collage Web freigegeben werden, ergeben sich noch weitere Vorteile. Ein gut informiertes Team kann mithilfe der wirklichkeitsgetreuen Ansichten bessere und schnellere Entscheidungen treffen.

Bild oben: Die Magnet-Software von Topcon zeigt bereits in der Planungsphase Kollisionen von Bauwerksteilen an und verhindern so wirksam Umplanungen und Baumängel. Zwei Umstände, die sonst enorme Folgekosten mit sich bringen. Bild: Topcon

Weitere Informationen: https://www.topconpositioning.com/

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