Optische Messtechnik am Bau: Fehlerquellen reduzieren, Produktfälschungen entlarven

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Die optische Messtechnik eröffnet enorme Möglichkeiten für die Bauplanung, Baufortschrittsdokumentation und Instandhaltung. Das Fraunhofer IPM entwickelt – aufbauend auf Know-how in der Produktionskontrolle und der Infrastrukturerfassung – entsprechende Lösungen für die Bauwirtschaft.

• Optische Messtechnik kann Prozesse am Bau optimieren und automatisieren – ein Potenzial, das bisher nur ansatzweise genutzt wird.

• Auf der diesjährigen Fachmesse »Bau« in München zeigt das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM, wie ein Verfahren zur markierungsfreien Rückverfolgung hilft, Fehlerquellen auf der Baustelle zu reduzieren sowie die Authentizität von Bauelementen zu prüfen.

• Zudem demonstriert das Fraunhofer IPM die Nutzung künstlicher Intelligenz für das Erfassen von Bestandsgebäuden.

Messungen mit Licht gehören zum Standard auf dem Bau. Handliche Laser-Entfernungsmesser sind seit über 20 Jahren für geometrische Messungen am Bau im Einsatz – und Fraunhofer IPM war maßgeblich an dieser Entwicklung beteiligt. Seither hat sich viel getan. Denn immer leistungsfähigere Laserquellen, Kameras und Grafikprozessoren ermöglichen heute extrem genaue Messungen und smarte Datenauswertung. Die optische Messtechnik bietet gewaltige Möglichkeiten für die Bauplanung, Baufortschrittsdokumentation und Instandhaltung. Fraunhofer IPM entwickelt – aufbauend auf Know-how in der Produktionskontrolle und der Infrastrukturerfassung – optische Messtechnik für die Bauwirtschaft.

Optische Messtechnik für markierungsfreie Rückverfolgung

Industriell vorfabrizierte Elemente wie zum Beispiel Fenster, Heizungen oder Befestigungselemente lassen sich mithilfe des am Fraunhofer IPM entwickelten Track & Trace Fingerprint-Verfahrens lückenlos rückverfolgen, ohne dass die Elemente gesondert markiert werden müssen. Die T&T Fingerprint-Technologie nutzt die Oberfläche der Bauteile für die Identifizierung. Das Kamerasystem nimmt dabei einen definierter Bereich der Objektoberfläche hochaufgelöst auf. Aus der Bildaufnahme des Bereichs mit seinen spezifischen Mikrostrukturen und deren Position wird eine numerische Kennung, der Fingerprint, errechnet und einer ID zugeordnet. Diese Paarung lässt sich dann in einer Datenbank hinterlegen und mit Planungsdaten für die Installation versehen. Außerdem lassen sich auch sehr kleine Bauteile, bei denen keine Markierung möglich ist, oder Bauteile mit funktionalen Oberflächen auf diese Weise erstmals rückverfolgen.

Auf der Baustelle können Anwender das Element an der entsprechenden Stelle mithilfe eines Smart­phones fotografieren und per Zugriff auf die Fingerprint-Datenbank abgleichen. Die T&T-App liefert alle wichtigen Hinweise für die Installation – das gewährleistet den ordnungsgemäßen Einbau des Bauteil am richtigen Ort. Zusätzlich zeigt der Abgleich, ob es sich tatsächlich um das im Werk registrierte Original-Bauteil handelt. Auf diese Weise lassen sich Produktfälschungen entlarven, die gerade bei hochwertigen, sicherheitsrelevanten Bauteilen immer häufiger an der Tagesordnung sind. Ein weiterer Vorteil: Beim späteren Rückbau von Gebäuden liefert die Fingerprint-ID auch nach Jahren Informationen zum verbauten Element – so können Herstellerdaten wie zum Beispiel Materialzusammensetzung, Gewicht oder Hinweise zum fachgerechten Rückbau ausgelesen werden.

Scan2BIM: Bestandsbauten automatisiert erfassen, Bauausführung überwachen

Bauplanung und Betriebsmanagement werden zunehmend digital. Die Erfassung von Bestandsbauten und die Dokumentation von Bauprozessen hingegen geschieht auch heute noch größtenteils manuell. Mit multimodalen Sensorsystemen lassen sich Gebäude oder Baustellen effizient und sehr genau vermessen. Fraunhofer IPM entwickelt Prozesse, um die Datenströme dieser Erfassungssysteme zu fusionieren und automatisiert in ein georeferenziertes, digitales 3D-BIM zu überführen. Eine speziell für den Kontext Bau trainierte KI reichert die Daten semantisch an: An die 30 Objektklassen wie zum Beispiel Fenster, Türen, Decken, Säulen oder Leuchten erkennt der Algorithmus automatisiert in den Messdaten. Die klassifizierten Messdaten lassen sich dabei in ein BIM-System überführen und bilden die Grundlage für verschiedenste Gewerke. Sogar bei einer großen Variationsbreite der Eingangsdaten erweist sich der Prozess als äußerst robust. Denn Objekte in Bilddaten und Punktwolken von statischen und mobilen Systemen lassen sich mit hoher Zuverlässigkeit erkennen.

Experten-Vorträge auf der Bau

»Multimodale Vermessung und KI-basierte Modellierung«
Prof. Alexander Reiterer, Mittwoch, 19. April, 11:00 Uhr

»Asbest-Erkennung in RC-Beton«
Recycling-Beton auf Kontaminationen (zum Beispiel Asbest) untersuchen –
Laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) macht es möglich
Dr. Carl Basler, Freitag, 21. April, 11.20 Uhr

Auf der Bau 2023 finden Sie die Lösungen für die optische Messtechnik vom Fraunhofer IPM am Stand der Fraunhofer-Allianz BAU, Halle C2 / 528.

Bild oben: Ist das Bauteil tatsächlich vom gewählten Hersteller? Oder wurde stattdessen ein Billig-Bauteil geliefert? Das lässt sich dank der Track & Trace Fingerprint-Technologie auf der Baustelle einfach mithilfe eines Smartphones prüfen. Bildquelle: Fraunhofer IPM

Weitere Informationen: https://www.ipm.fraunhofer.de/

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