EP3063711A1 - Anordnung und verfahren zur inspektion eines objekts, insbesondere eines bauwerks - Google Patents

Anordnung und verfahren zur inspektion eines objekts, insbesondere eines bauwerks

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Publication number
EP3063711A1
EP3063711A1 EP13789229.5A EP13789229A EP3063711A1 EP 3063711 A1 EP3063711 A1 EP 3063711A1 EP 13789229 A EP13789229 A EP 13789229A EP 3063711 A1 EP3063711 A1 EP 3063711A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measurement
unit
arrangement
measuring
data
Prior art date
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Ceased
Application number
EP13789229.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marcel Poser
Malcolm Lim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Screening Eagle Dreamlab Pte Ltd
Original Assignee
Proceq SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Proceq SA filed Critical Proceq SA
Priority to EP23169684.0A priority Critical patent/EP4220506B1/de
Publication of EP3063711A1 publication Critical patent/EP3063711A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/043—Analysing solids in the interior, e.g. by shear waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/12—Analysing solids by measuring frequency or resonance of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • G01N2291/0232—Glass, ceramics, concrete or stone

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for inspecting an object, in particular a building, according to the preambles of the independent claims.
  • Structures require regular and detailed inspections by qualified inspection specialists to record a condition of the structure. This also applies to many other objects.
  • the inspections can provide information as to whether e.g. the structural integrity of the object
  • the verification takes place during the creation, during the use, a conversion and a possible dismantling of the buildings.
  • the inspections of a building include a comprehensive survey of the structure in which Inspection-relevant situations such as defects and / or
  • Situations refer to defects exemplarily.
  • a person skilled in the inspection analyzes these defects in a further step and, on the basis of this, derives a diagnosis, e.g. a type of defect or a topology of the defect. Due to the diagnosis, e.g. decided on further inspection steps and / or measures for the removal of the defects. This entails the risk that defects and their possible effects on the structure are overlooked and / or misjudged by the inspection expert.
  • the registration of the defects usually involves registering the defects on a diagram such as e.g. a blueprint of a building during the inspection by the inspection specialist.
  • the registered defects are usually detected electronically, e.g. entered into a database or recorded in a CAD-based blueprint of the building or a model of the building created, for example, using a known 3D scanner. This approach has on the one hand
  • Time e.g. lost in the transfer of data.
  • An integrated system which at least some of the
  • the defect may be e.g. manually via a graphical input program
  • Blueprint can be drawn or a photograph can be made on site.
  • the input device can also
  • programmed algorithms include to analyze the entered defects.
  • the advantageously automated analysis of the defects is based solely on the detected defects, ie the perception and care of the inspection expert in their detection.
  • the system does not provide protection against defects which are overlooked upon detection, nor does it allow to subsequently determine whether a defect has been overlooked or occurred after the inspection. It is therefore an object of the invention to overcome the disadvantages of
  • Prior art overcome.
  • the arrangement and the method should be comfortable to use or execute and ensure high security.
  • the arrangement and the method should also ensure that it is comprehensible at a later point in time at which point on the object, in particular on the structure, an inspection-relevant situation has been detected.
  • the measuring unit has an interface for data exchange with other units of the arrangement, in particular a base unit.
  • the arrangement comprises a, in particular mobile, base unit in which data sets transmitted by the measuring unit are storable and preferably visually representable and which has an interface for data exchange with further units of the arrangement, in particular at least the mobile measuring unit.
  • the base unit also has an interface for exchanging data with a proprietary or public network.
  • the arrangement also comprises a detection means for
  • the mobile measuring unit is non-destructive
  • Elements of the object in particular structural elements of the building formed.
  • the determination of the measured value can be carried out, for example, by a user on site who operates the measuring unit.
  • a user on site who operates the measuring unit.
  • there is a user present on the object during the inspection e.g. an inspection expert entrusted with the inspection,
  • the measuring unit may also be such
  • Base unit remotely controllable.
  • the building may be, for example, a building, which is used for example for the residence of humans, the accommodation of animals, the cultivation of plants or the storage of things or the operation of machines.
  • the building can also be a traffic structure, such as a bridge, a road, a tunnel or a tunnel.
  • the building may also be a supply and / or disposal structure, such as a well, a water and / or sewer, a sewage treatment plant, a dyke, a dam, a dam, a weir, a chimney, a tower (such as a wind tower or a transmission tower), a mast or a transmission tower.
  • the building may be a protective structure, such as a nuclear power plant or a protective wall, a protective dam, an avalanche barrier, a street gallery or a shelter.
  • the building can also be a weir and / or
  • building also includes mountain and Tagbauminen as well as temporary structures, such as flying buildings, tents, pavilions, auxiliary buildings, container buildings and
  • object used here and hereinafter also includes, in particular, movable objects, such as devices, machines, vehicles, aircraft, pieces of furniture, works of art (using the arrangement according to the invention and / or the method according to the invention
  • an “internal structure” and an “internal state” are understood here and below as meaning a structure or a state of the object that is not visually recognizable, as is possible, for example, by a user with the naked eye or with the aid of a camera would.
  • the terms “internal structure” and “internal state” thus include on the one hand
  • Structures and states inside the object also include structures and states which are present on a user-visible surface of the object or in the region of such a surface, but which are not visually recognizable.
  • an elasticity of the object in the region of a visible surface for example, in the context of the invention, an elasticity of the object in the region of a visible
  • the base unit and / or the measuring unit preferably comprise means for storing, processing, inputting and outputting and receiving and transmitting data.
  • a memory unit and a computing unit may be present.
  • the base unit be designed such that the data structures, programs, data records (original and / or derived data sets) and / or instructions described in detail below can be stored on the base unit.
  • the means for input may e.g. a touch-sensitive surface and / or a keypad and / or a microphone.
  • a touch-sensitive surface can be through a
  • Keypad allows a user to enter text
  • a microphone including numbers.
  • About a microphone can a
  • the means for dispensing may e.g. comprise a printer via which, for example, a measurement protocol can be output.
  • the means for dispensing are preferred
  • a combined means for input and output may e.g. through a touch-sensitive screen
  • Object for the user on site on the base unit and / or the measuring unit visually present.
  • the user may optionally interact with the virtual model on-site, such as selecting views or marking measurement positions.
  • instructions may be presented to the user on site, such as
  • Measurement instructions for the user in the field which e.g. a
  • the arrangement may be sufficient if the arrangement contains only a single base unit. As a result, the expenditure on equipment can be reduced. Especially for the
  • the measuring unit is advantageously designed such that it can be worn by the user on site; In particular, it can be dimensioned accordingly for this purpose and a
  • the measuring unit may for example be placed or placed in or on a particular remotely controllable vehicle.
  • the base unit is preferably designed as a mobile unit which can be used by a user in the field, e.g. in the object,
  • the base unit is advantageously designed such that it can be worn by the user; In particular, it can be dimensioned accordingly for this purpose and have a corresponding weight.
  • the base unit is eg in a suitcase or after Kind of a laptop or tablet computer trained.
  • Base unit preferably has a protective housing which provides protection against mechanical damage, e.g. in the endangered environment of a construction site.
  • the base unit preferably has a protective housing which provides protection against mechanical damage, e.g. in the endangered environment of a construction site.
  • the basic unit can basically also be used e.g. as maintenance or
  • Inspection terminal firmly on the object, in particular on the building, be arranged.
  • the base unit may have an interface for exchanging data with a wired or wireless, proprietary or public external network.
  • the base unit may be attached to a localized (e.g., server unit) or delocalized (so-called "cloud") network service unit. Accordingly, in particular in real time, data can be transmitted to or obtained from the network service unit.
  • a localized network e.g., server unit
  • delocalized network service unit e.g., server unit
  • data can be transmitted to or obtained from the network service unit.
  • external networks for example, the Internet (public) or a mobile network (proprietary) can be used.
  • the base unit itself is designed as a server or contains a server.
  • Measurement unit and the server can then be done via a proprietary or public network.
  • the data sets transmitted by the measuring unit are in this embodiment
  • Server storable, and the server includes an interface for data exchange with other units of the arrangement.
  • Measuring unit and the base unit together an integrated device form and are enclosed for example in a common housing.
  • the mobile measuring unit may be designed as a portable hand-held device, which may be e.g. can be placed by the user on site at the measuring position.
  • the measuring unit comprises at least one measuring device for determining internal structures or an internal state of the components. For example, the condition of reinforcements in reinforced concrete elements can be determined by measuring induced eddy currents and / or conductivity measurements.
  • the mobile measuring unit has an interface for exchanging data with further units of the arrangement, in particular the base unit.
  • the measuring unit can be in this way e.g. be connected via a wireless local area network (WLAN) to the base unit or other units of the arrangement.
  • WLAN wireless local area network
  • cable-based connections are conceivable.
  • position data of the detection means can be obtained in this way e.g. automatically transmitted to the base unit.
  • the transmission can take place immediately upon detection of the measured values or at predetermined or adapted time intervals.
  • the measured data can be temporarily stored in the measuring unit.
  • a manual triggering of the transmission may be required, or a transmission will take place only after a connection of the measuring unit to the base unit, e.g. by connecting a cable.
  • measuring position can denote a position which, with regard to a, e.g. global coordinate system such as GPS coordinates.
  • the measurement position may also be relative to a local reference system, such as e.g. of the object itself or one specific to the inspection of the object
  • a Determination of the measuring position can in particular also be carried out visually or indicated, for example by means of photographic or cinematic recording of the measuring process or of the measuring position in relation to other features of the object with known
  • the detection means may be used to manually enter the measurement position e.g. be designed as a number sequences. Likewise, the
  • the detecting means may be used for this purpose e.g. be integrated as a keypad and / or as a touch-sensitive screen in the measuring unit.
  • the detection means may also be a receiver for a signal
  • the recipient may e.g. be configured to receive signals of one or more beacons, which are set up locally at the object to create a coordinate system, and e.g. allow a triangulation of the measurement position. A determination of the measuring position can be triggered automatically when the measured value is acquired.
  • satellite-based e.g., GPS
  • terrestrial global positioning system e.g. is formed in the measuring unit.
  • the recipient may e.g. be configured to receive signals of one or more beacons, which are set up locally at the object to create a coordinate system, and e.g. allow a triangulation of the measurement position. A determination of the measuring position can be triggered automatically when the measured value is acquired.
  • Measuring positions and measured values e.g. at the correct position in a plan stored in the base unit plan of the object, in particular in a stored in the base unit
  • the additional user on site at the base unit has the advantage that a monitoring of the inspection can be done in a comfortable environment and with access to various additional information that he can relate, for example, over the network.
  • this determined data can be directly on-site at the object e.g. into a data model or a
  • the measuring unit in particular a plurality, preferably different measuring units, are connectable to the base unit, which of the different
  • Measurement units determined data from the base unit are detected centrally.
  • the base unit allows e.g. a
  • the data structure can be stored in the base unit. In particular, this can
  • Data structure also plans and other information about the object, in particular construction plans and other information about the building, include, so that a total of a comprehensive virtual model of the object can be created, which reliably reflects a current state of the object.
  • the data structure can also measure data of earlier
  • Elements, in particular of the components, supplemented data structure can for example be visualized or output as a virtual model or otherwise by the base unit.
  • the data structure and / or the visual representation can be stored or generated on a server to which the base unit is connected (see below).
  • the base unit is, if necessary, also designed only for collecting and forwarding data records obtained with the arrangement according to the invention.
  • the data structure as well as, for example, a visual preparation of the data can be done in this case on the server.
  • the mobile measuring unit is preferred for carrying out at least one or more of the measurements mentioned below
  • DGZfP leaflet B02 for example with PS 38 Multidetector, available from Hilti Corporation, Adliswil, Switzerland
  • GPR Ground radar
  • Radiographic examination (in particular according to one or more
  • thermography in particular according to one or more of the standards DIN 54190, DIN 54192 and EN 13187, under
  • Time domain reflectometry in particular according to the standard DIN 19745, for example with the TRIME system, available from IMKO GmbH, Ettlingen, Germany
  • Metal hardness measurement (in particular for measuring Leeb hardness, Rockwell hardness, Brinell hardness and / or Vickers hardness),
  • Magnetic Resonance Imaging (MRI, as known from medical applications, for example),
  • FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-SD available from Helmut Fischer AG, Hünenberg, Switzerland
  • - Micro resistance method in particular, in accordance with standard DIN EN 14571: 2005, for example, with the device SR-SCOPE ® RMP30- S, available from Helmut Fischer AG, Hünenberg, Switzerland
  • Beta-backscatter method (in particular according to at least one of the standards DIN EN ISO 3543, ASTM B567 and BS 5411,
  • An ultrasound measurement is basically based on a
  • Pulse velocity measurement of an ultrasonic pulse With a waveform analysis conclusions about the properties of the building material can be drawn. In this way both the homogeneity of the building material and defects can be checked
  • the momentum or speed depends on the density and elasticity of the building material to be tested
  • the internal structure of the device is measured by reflection of electromagnetic radiation at impurities.
  • very short electromagnetic pulses of a few picoseconds to a few nanoseconds in length are introduced into the interior of the component
  • the propagation of the electromagnetic waves in the interior is dependent on the structures located in the component, which cause reflection, scattering, diffraction and transmission of the irradiated signal.
  • Usually recorded are the duration, the phase and the
  • eddy current measurement e.g. generates a changing magnetic field through a coil, which induces eddy currents in a conductive building material.
  • the eddy current density is detected by the magnetic field generated by the eddy current by means of a sensor, which usually also includes the exciter coil.
  • the measured parameters usually include the amplitude and the phase shift to the excitation signal.
  • a second coil in the sensor e.g., other magnetic field sensors, such as GMR sensors (Giant Magnetoresistance - GMR) or so-called SQUIDs (Superconducting Quantum Interference Device - SQUID)
  • Resistance correlate directly with a chloride diffusion rate.
  • a first pair of electrodes is usually brought into contact with the building material.
  • a voltage is applied between the electrodes.
  • the potential difference between a further electrode pair is measured. From this as well as from the arrangement of the electrodes, the specific resistance can be calculated.
  • an electrochemical potential between steel and concrete more precisely between the steel and a set on the concrete half-cell (eg copper / copper sulfate reference electrode) measured at intervals over the entire concrete surface.
  • Anodic and cathodic areas can be determined from the potential field determined in this way. In areas with anodic potential, the steel corrodes or is at least particularly susceptible to corrosion.
  • the rebound distance is e.g. displayed on a scale or automatically recorded and is a measure of the rebound energy. From this, a strength of the building material can be read off. With a series of measurements, an internal structure of the building material can be determined due to different compressive strengths.
  • the arrangement may comprise several measuring units based on different measuring principles.
  • individual measuring units may also comprise measuring devices for a plurality of measuring methods.
  • the detection means comprises a particularly mobile receiving unit, which is designed and positioned or positionable at a measuring position before the determination of the measured value, that the determination of the measured value, in particular by the
  • the receiving unit is preferably mobile and designed as a separate and freely positionable unit.
  • it is designed such that it can be worn by a user on site; In particular, it can be dimensioned accordingly for this purpose and a
  • the recording unit is preferably connected via an interface to the base unit or
  • the interface can be wired or wireless.
  • the receiving unit can also be connected to the measuring unit, with this connection
  • the recording unit thereby allows a region of the object in which measured values are recorded, e.g. be determined at different measuring positions, to capture simultaneously with a particular fixed field of view.
  • the field of vision preferably comprises
  • the recording unit can be positioned by the user on site in advance of the determination of the measured values.
  • the determination of the measured values for example recorded photographically and / or cinematically, it can undoubtedly be demonstrated at a later date at which points of the object which measured values were determined and, where appropriate, by which user on site they were determined.
  • the recording unit may comprise a buffer memory (buffer memory) which stores recordings for a limited period of time (for example 5 seconds) according to a first-in-first-out (FIFO) principle. That way, everyone can
  • Measurement time recordings before, during and after the determination of the measured values are stored.
  • the recording time may e.g. automatically triggered by making the measurement with the measuring unit.
  • the receiving unit e.g. their field of vision, may e.g. as a reference system for the determination of
  • the receiving unit may e.g.
  • Radio waves include.
  • At least one field of view can be detected by the recording unit, which captures at least the user when determining the measured value and an environment of the measuring position.
  • the recording unit which captures at least the user when determining the measured value and an environment of the measuring position.
  • the receiving unit can for this purpose e.g. a wide-angle or panoramic camera.
  • a conventional camera can be used.
  • the arrangement may comprise a triangulation system.
  • a triangulation system here denotes a system with which, for example, due to e.g. ground- and / or satellite-based
  • a position of the measuring unit in particular a Measuring position, can be determined during the measuring process.
  • Ground-based triangulation system can e.g. a beacon or an antenna system on site at the object are used.
  • a satellite-based triangulation system e.g. a global positioning system such as the freely available GPS are used.
  • the arrangement in particular the mobile measuring unit, may alternatively or additionally include a travel recording system with the aid of which the movement of the mobile measuring unit can be determined.
  • the position sensing system may, for example, comprise a wheel which is mounted on a surface of the body during measurement
  • the wheel may include a magnet whose motion is detected inductively.
  • the detection means in variants may also include e.g. comprise a laser-projected coordinate network with which a measuring position can be determined.
  • the arrangement may further comprise a marking unit with which the measuring position can be marked on the object.
  • the measurement positions can be visibly marked for later reference directly on the object. It is conceivable
  • the marking unit is preferably integrated in the measuring unit, so that the measuring position in the
  • Determination of the measured value can be marked.
  • the marking may include a color marking or, for example, in the event that the area to be marked does not visually is to be impaired, a fluorescent label, which is visible only in a specific light.
  • Marking unit may function in the manner of an inkjet printer. In this way not only the measuring position can be marked, but also additional information such as e.g. Type and time of measurement are noted.
  • the tag data can be identical to the base unit
  • Data structure and the object itself comprises the same marking information.
  • the arrangement may further comprise a macro acquisition unit, with which an immediate environment of the measurement position
  • the macro-recording unit is to be distinguished from the above-mentioned recording unit to the effect that the macro-recording unit is provided for receiving a detailed view of the measuring position.
  • the macro image serves to document the condition of the component at the measuring position in detail.
  • the macro recording unit can comprise a camera suitable for macro photography and / or a microscope camera.
  • the macro recording unit is preferably integrated in the measuring unit, so that the immediate surroundings of the measuring position can be recorded when determining the measured value. In this way, it is ensured that the correct measuring position of the macro recording unit in the state during or shortly before or shortly after the measurement
  • the arrangement may comprise an inertial navigation system.
  • Inertial navigation system is, starting from a known starting point, e.g. on the object, a current position per
  • Such a system generally has a total of six kinematic degrees of freedom, of which three translational and three rotational, which are also based on three mutually orthogonal unit vectors.
  • the body coordinate system can be determined in real time and via a kinematic transformation with a fixed, previously known, spatial coordinate system
  • the inertial navigation system can be integrated in a first variant in the receiving unit of the detection means.
  • Inertial navigation but also be integrated into a macro recording unit. As a result, it can be determined particularly easily in which direction the recordings are taken by the macro recording unit. This is particularly advantageous if the macro recording unit is integrated in the mobile measuring unit and the immediate surroundings of the measuring position are recorded.
  • the arrangement may comprise a monitoring unit temporarily or permanently attached to the object, which has an interface for data exchange with further units of the arrangement, in particular the base unit and / or a server to be described in more detail below.
  • Monitoring unit may, for example, to perform at least one or more of the following measurements
  • Radiation measurement for example, measurement of electromagnetic and / or radioactive radiation
  • the monitoring unit With regard to the measurements, the monitoring unit
  • At the monitoring unit can be largely analogous to a measuring unit as described above.
  • At the monitoring unit can be largely analogous to a measuring unit as described above.
  • At the monitoring unit can be largely analogous to a measuring unit as described above.
  • the monitoring unit does not need to be mobile, and it can basically be applied to input and output
  • Dispensing means are dispensed with.
  • the monitoring unit may comprise an interface for connection to an external network, so that measurement data without going through the base unit, e.g. directly to a network service unit can be transmitted.
  • the arrangement in particular the measuring unit, may further comprise a recording device which comprises at least one
  • Acceleration value and / or a humidity value and / or a temperature value and / or a specific radiation value preferably together with the measurement time and / or Measurement position detected when at least one predefined threshold of one of these values has been exceeded.
  • the recording device may be arranged in the measuring unit or in the base unit. For example, a high acceleration of the measuring unit may indicate that the
  • the recording device can thus have the function of a "black box”.
  • the data record which can be transmitted to the base unit and stored there can contain, in addition to the measurement value determined by the measurement unit and the measurement position and / or measurement time detected by the detection means, at least one additional measurement value, such as a strain value and / or a moisture value and / or or a temperature value and / or a specific radiation value and / or an acceleration value and / or a measured value which has been determined by a monitoring unit as described above.
  • additional measurement value such as a strain value and / or a moisture value and / or or a temperature value and / or a specific radiation value and / or an acceleration value and / or a measured value which has been determined by a monitoring unit as described above.
  • the interface of the base unit is designed for connection to a public or proprietary network, the arrangement comprising a server to which the
  • Base unit for data exchange via the public or proprietary external network is connected or attachable, the server is accessible to an authorized user via a, preferably public, network.
  • the server can be a concrete implementation of the above
  • the server is trained to collect data from the
  • Base unit to receive and save. Similarly, the data from the server can be edited.
  • a server has the advantage over a base unit that the determined data can be made available to third parties independently of the base unit, which are only authorized to access the server but not to the arrangement according to the invention for inspection. Such authorized users may e.g.
  • the server comprises at least one stored data structure which is assigned to the object to be inspected.
  • the server is designed to supplement the data structure with data transmitted by the base unit and to the authorized user, in particular in real time.
  • the data structure forms one
  • external data about the object in particular external data on the building, such as Construction plans of the building, historical inspection data and / or technical specifications or
  • Basic unit comprising measured values of the measuring units or
  • the server thus forms a so-called data warehouse ("Data Warehouse”), in which data about the object from different sources, for example, in a single format summarized (information integration) and can be provided. This improves the convenience of accessing the data of the object.
  • Data warehouse data warehouse
  • the data structure is preferably such that the authorized user and / or the user locally from the data structure, a virtually accessible three-dimensional model of the object to be inspected, in particular the
  • inspecting building can be provided by the server.
  • "Accessible” in this context means that the
  • authorized users e.g. as a so-called avatar can move in the virtual model largely free.
  • an on-site user can be simultaneously represented in the same model as an avatar, so that e.g. Interaction between the authorized user and the user on-site via the server is possible, which may result in some sort of "on-site" team meeting
  • Training e.g. on the base unit and / or on the
  • the data structure and the virtual model based thereon can preferably be continuously enriched by the server with the data transmitted by the base unit to internal structures and / or an internal state of the components of the measurement units. This ensures that the server
  • provided model is up to date and the Inspection can be monitored by the authorized user in real time.
  • Measurement positions marked in the virtual model and as a reference similar to a hyperlink
  • the internal structures may e.g. by
  • semitransparent walls may be visualized, with additional information such as nominal values or computationally simulated values e.g. a corrosion of a reinforcement
  • the server preferably comprises a library of programs with which data records of the data structure that are selectively selected by the authorized user can be prepared and / or retrieved.
  • a library of programs with which data records of the data structure that are selectively selected by the authorized user can be prepared and / or retrieved.
  • the programs of the library allow the relevant relevant data to be extracted from the data structure and, on the other hand, to be prepared in the desired form.
  • an instruction can be transmitted by an authorized user via the server. For example, to the base unit, and optionally from this, to the
  • a measurement instruction be transmitted.
  • the measuring instruction is preferably transmitted directly to the measuring unit.
  • the measurement instruction may e.g. a measurement position and / or a measurement time and / or a type of measurement to be performed by the user on site.
  • the transmission of one or more measurement instructions can be done in real time. Alternatively or additionally, one or more
  • the measurement instruction or multiple measurement instructions may e.g. prior to inspection on the server in the form of an inspection plan for the user on site. If necessary, the desired measurement positions can be displayed in the virtual model. Preferably, however, the measurement instruction is transmitted in real time to the user in the field, so that e.g. directly influence the inspection by the authorized user
  • an instruction for determining at least one additional measured value for example an expansion value and / or a moisture value and / or a temperature value and / or a specific radiation value and / or an acceleration value determined by an acceleration sensor, can be transmitted to the detection means.
  • the transmission of the additional measured value takes place in real time.
  • a recording instruction can be transmitted to the particular mobile recording unit and / or to the macro recording unit, preferably in
  • At least one additional measured value and / or the recording instruction can contain information on which measuring position the measurement or recording should take place. It is conceivable that the measurement or recording takes place automatically when the predetermined measuring position is reached.
  • Measuring unit or the macro-recording unit may be programmed for this purpose or be that the measurement or recording then takes place automatically.
  • the server may act as a localized server unit e.g. at a provider of the presently described arrangement for
  • the server is preferably as dynamically customizable to a need
  • Information technology infrastructure in particular as a cloud-based server provided.
  • the capacity of the server can be easily expanded if necessary.
  • the server may be due to a high complexity of the object or to special requirements on the part of a server
  • the delocalized server structure of a cloud-based server also ensures that the data available on the server or that provided by the server
  • Another aspect of the invention relates to a method for inspecting an object, in particular a building,
  • the method comprises the steps:
  • Measuring unit determined at least together with the measurement position detected by the detection means as a data set via a data interface to a base unit
  • the measuring unit can be operated by a user on site. However, it is also conceivable and within the scope of the invention that the measuring unit is remotely controllable and it requires no operation by a user.
  • the method may further comprise the steps of: - Transmitting a record from the base unit to a server, in particular comprising measured values for an internal structure and / or an internal state of, in particular inaccessible, components, preferably via a server, in particular comprising measured values for an internal structure and / or an internal state of, in particular inaccessible, components, preferably via a server, in particular comprising measured values for an internal structure and / or an internal state of, in particular inaccessible, components, preferably via a
  • the server comprises at least one stored data structure which is assigned to the object to be inspected
  • the data structure in particular on the server, in particular as a virtually walk-in three-dimensional model of the object to be inspected, for an authorized user and / or a user on site.
  • Data structure can also be provided on the base unit or a head-up display.
  • Component is preferably at least one of the above-mentioned measurement method is used. Likewise, the method may include positioning one as particularly mobile
  • the recording device is positioned that the determination of the measured value by the user on site by the recording device is photographically and / or cinematically recordable. It is from the
  • mobile recording unit preferably detects a field of view, which detects at least the user in determining the measured value and an environment of the measuring position.
  • the authorization can be limited in time and / or to certain rights. For example, it may be limited to read access, such that, for example, these persons have no right to supplement and / or modify the data structure stored by the server. However, the persons may be entitled to receive data from the server, for example, the object to be inspected as virtual
  • FIG. 1 shows a block diagram of an inventive arrangement comprising a server
  • Fig. 3 representation of a measurement by a user on site
  • Fig. 4 different views, e.g. with a
  • Fig. 5 block diagram with various views, such as a
  • Supplemented data structure as supplemented virtual model can be displayed after performing an inspection
  • Fig. 6 a visual displayed on a screen
  • FIG. 1 shows a block diagram of an inventive device
  • Arrangement 1 for inspection of a building 2 designed as an object which includes a server 3.
  • the functional units are shown as separate blocks, which may be executed separately in concrete implementations or may be partially combined in one device.
  • the server 3 can serve as a localized server unit, e.g. at a provider of
  • Arrangement 1 may be formed.
  • the server 3 may also be implemented as a delocalized, cloud-based server 3.
  • the server 3 comprises a library of different ones
  • Applications 4 with which stored data or data structures on the server 3, e.g. analyzed, edited and / or managed. As the case may be, e.g. Authorized users 7 themselves create applications 4, e.g. to enable an individualized data processing.
  • a program library 5 of the server 3 can be accessed, which, e.g. have standardized program routines for two- and / or three-dimensional output of data, text output and / or other data processing.
  • the server 3 comprises a database 6 in which data can be stored.
  • the data is preferably stored in a predetermined or dynamically adaptable, unified data structure, which has a uniform access to
  • the data structure can be associated, for example, with a building 2 inspected or to be inspected. In this way, for each building 2 inspected with the arrangement 1, a comprehensive collection of information in a simple and versatile data format can be provided.
  • the data structure preferably has at least data from
  • This data may e.g. with historical data of earlier
  • processed building materials of the individual components can be stored.
  • the server 3 has e.g. Processing units and interfaces for data exchange in order to provide the necessary functionalities.
  • the server 3 is also designed for this purpose or the program library 5 includes corresponding program routines for converting the data stored in the database or the data structure into a visually representable,
  • the conversion into the visual representation may e.g. by a client-side application on a personal computer of the
  • the implementation of the visual representation can also be done on the server 3 and as image or movie files to the computer of the authorized
  • the virtual model 9 is preferred as walk-in and
  • the authorized user 7 or a local user 10 who is involved in the inspection of the building 2 can thus "enter” the virtual model 9.
  • the user can be present as a pure observer in the virtual model 9 or be represented by a so-called avatar.
  • the model 9 can do this Have input options, via which the authorized user 7 and / or the user on site 10 or its
  • Avatar can interact with the Model 9. For example, excellent digits on virtual model 9 can be considered
  • activatable references similar to the links - hyperlinks - a website, which refer to further data.
  • Construction data like type of
  • data can also be entered via the model 9.
  • Excellent locations in the model 9 can be marked by the authorized user or his avatar, to which e.g. 10 measurements should be made by the user on site.
  • the stored data and / or the data structure can or can thus be changed by interaction with the model 9, in particular supplemented.
  • Three-dimensional virtual model 9 of the structure 2 to be inspected are directly accessible, in particular in the
  • the test arrangement 11 comprises at least one base unit 12 and one or more measuring units 13. In addition to the measuring unit 13, the test arrangement 11 can comprise a detection means 14 for the
  • a marking unit 15 can be present with which the measuring position of a measurement on the building 2 can be marked.
  • a macro recording unit 16 may be present, which has a visual interface. It is possible to create a measuring position with its immediate surroundings. The recording preferably takes place shortly before, during and / or shortly after the measurement with the measuring unit 13.
  • the detection means 14 may comprise a receiving unit which can visually detect a portion of the structure 2 in which measurements are taken together with the user on site 10.
  • a receiving unit may also be, e.g. be formed as a further detection means, as a separate receiving unit 17.
  • the detection means 14 may be integrated in the measuring unit 13 and a
  • Triangulation system include while the separate
  • Recording unit 17 for additional visual detection of the measurement positions is used.
  • the receiving unit 17 is e.g. described in more detail with reference to FIG. 4.
  • the separate receiving unit 17 are for
  • Data exchange preferably connected via a network to the base unit 12.
  • the data exchange can be automatic and e.g. immediately upon changes to the data structure.
  • data can also be stored in the individual units 13 to 17 during the inspection and can only be transferred to the base unit 12 at a later time.
  • the network can be wired or wireless, with either a proprietary or public network being used.
  • the base unit 12 is connected to the server 3 via another or the same network.
  • the data of the units 13 to 17 are thus via the base unit 12 to the server. 3
  • the server 3 complements the building 2 associated Data structure with the transmitted data.
  • the additions can, for example, be transferred to the data structure in real time.
  • the virtual model 9 generated from the data structure can be provided with the additions in real time.
  • a user 7 or 10 can be informed in real time, for example, about a measurement made.
  • data can also be transmitted to the measuring unit 13 by the server 3 via the bass unit 12, for example. Such data may eg be generated by an authorized user 7
  • Measuring instruction which the user on site 10 on a display of the base unit 12 and / or the measuring unit 13th
  • the local user 10 performs the measurement as a result of the measurement instruction, using e.g. is detected by the receiving unit 17.
  • authorized user 7 can thus access the supplemented data and store it e.g. for quality and / or completeness.
  • the test arrangement 11 can also be at least one
  • Monitoring unit 18 include, which is for example fixed to the structure 2.
  • the monitoring unit 18 is connected to the server 3 and / or the base unit 12.
  • the monitoring unit 18, like the measuring unit 13, can measure measured values of components of the Include building 2.
  • the monitoring unit 18 is designed in this embodiment as a stationary unit for the continuous transmission of measured values.
  • FIG. 2 shows exemplary embodiments of the base unit 12 and of a detection means embodied as a separate receiving unit 17 and of a measuring unit 13.
  • the measuring unit 13 will be described below by way of example on the basis of a rebar testing apparatus based on an eddy current technology.
  • the base unit 12 has a screen 20, which in the present case is touch-sensitive for inputting data
  • the base unit 12 has a protective housing 21 with a cover 22 with which the screen 20 can be protected.
  • means 23 for positioning the base unit 12 in a desired position can be formed on the protective housing 21.
  • the base unit 12 may be substantially like a rugged laptop or tablet computer as it is used in the field.
  • Base unit 12 may also include a keypad 24 with which inputs may be made.
  • the measuring unit 13 has a not recognizable here
  • Measuring device which are designed to carry out the respectively used for measuring method.
  • these are exemplary coils for carrying out a
  • the measuring unit 13 includes a likewise touch-sensitive screen 26 for displaying and inputting data.
  • the measuring unit 13 includes four wheels 25, which during measurement on a surface of the inspected object can be rolled along.
  • One of the wheels 25 contains a magnet, which can not be recognized here, whose movement can be detected inductively. In this way, the trajectory along which the measuring unit 13 is guided over the surface of the object can be determined particularly precisely.
  • the receiving unit 17 has a camera 27, which has a comparatively large field of view, so that a region of the building 2 can be detected in an overview view 35
  • the camera 27 may include a wide-angle lens or a fish-eye.
  • the camera 27 can also be designed as a panoramic camera.
  • FIG. 3 shows schematically how a user can make a measurement on site 10.
  • Measuring unit 13 he can determine a measured value of the object 2. This measured value is influenced by a defect 42 and can thus provide information about the presence of the defect 42.
  • the measuring unit 13 is connected via an interface to
  • the base unit 12 also has an interface to the
  • Base unit 12 also for direct data exchange with a
  • a macro recording unit is arranged in the form of a camera 16, with the help of which the exact measuring position can be recorded.
  • Another camera 44 arranged on the helmet of the user 10 essentially captures the field of view of the user 10 on site.
  • the field of vision of another camera 17 captures the user on site 10 during the measurement.
  • object 2 is a
  • Monitor unit 18 attached, for example, as Moisture sensor or can be configured as a temperature sensor.
  • the monitoring unit 18 also has an interface for exchanging data with the network 3.
  • Figure 4 shows a view 30, e.g. with a
  • Program routine of the program library 5 from the building 2 associated data structure or from the virtual model 9 can be generated.
  • the view 30 shows a two-dimensional
  • a desired position In the view 30 are a desired position and a desired
  • the view 30 can thus be regarded as a measurement instruction for the user 10 on site.
  • view 30 may also show a situation of this area after measurement, with the marked measurement positions 32 in this case e.g. may be formed as activatable references via which e.g. the measured values of the measurements can be accessed.
  • View 35 of FIG. 4 shows the field of view of the receiving unit 17 with the inserted measuring positions 32 of the components 8. be understood as a three-dimensional view of the already supplemented virtual model 9. Similarly, the view 35 as a three-dimensional view of a
  • Messanmother be viewed on the user site 10, which can be displayed for example on the base unit 12 or the measuring unit 13.
  • the local user 10 will be informed in this case where he has to perform the measurements.
  • a color of the marked measurement positions 32 can indicate, for example, the desired type of measurement.
  • View 36 shows a macro image of the immediate vicinity of one of the measurement positions 32, as recorded by the macro acquisition unit 16. The macro recording can eg by mouse click or other interaction with the appropriate
  • Measurement position 32 are called in the virtual model 9.
  • View 37 shows a visual representation of detected
  • the measuring unit 13 has by one or more
  • Measurements e.g. the positions and a state of reinforcements 38 in the component 8 determined.
  • the measured values were processed into a visual representation of the raw data.
  • the visual representation may e.g. by mouse click or other interaction on the corresponding
  • Measurement position 32 are called in the virtual model 9.
  • View 39 shows detailed information about a portion of the view 37.
  • the information shown may be e.g.
  • used building materials include or e.g. be mathematically generated from the measured values of the measuring unit 13.
  • FIG. 40 shows a superimposed view according to views 36, 37 and 39, as shown in the virtual model 9
  • Detecting means 14 determined exact location coordinates of the measuring position to be superimposed (X, Y, Z).
  • FIG. 5 shows schematic views of how the supplemented virtual model 9 after performing an inspection by the
  • the measured values and other data were included in the supplemented model 9 (arrow).
  • a three-dimensional representation 35 'of the supplemented Model 9 will be retrieved.
  • the authorized users 7 can be eg a service specialist 7a, an owner 7b of the structure 2 or an employee 7c of the inspection company.
  • the view 35 ' which corresponds to the field of view of the receiving unit 17 of the view 35, shows the user on site 10 in carrying out the measurement.
  • the measuring position 32 is marked and may be designed as an interactive reference 41.
  • reference 41 a plurality of associated therewith
  • the view 36 of the macro acquisition unit 16 can be retrieved.
  • the composite view 40 can be called.
  • the measuring position 32 of the view 35 e.g. directly as a composite view 40.
  • Time or type of measurement can be displayed.
  • the result of an analysis of the measured values can be displayed, e.g. "Corrosion 10%”.
  • the supplemented data such as e.g. the viewing angle 31 of the receiving unit 17 of the view 35 and / or the two-dimensional representation according to the view 30 are taken from the model 9.
  • further data of the data structure may be accessed, e.g. Information about the standards to be met
  • Component 8 or relate to earlier inspection data.
  • FIG. 6 shows a visual representation displayed on a screen, which contains a timeline 45. Along the time stream 45, the history of a plurality of measurements is shown. The individual measurements are marked and as

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (1) zur Inspektion eines Objekts (2), insbesondere eines Bauwerks (2), umfassend eine mobile Messeinheit (13) zur Ermittlung eines dem Objekt (2) zugeordneten Messwerts, insbesondere durch einen Benutzer vor Ort (10). Dabei weist die Messeinheit (13) eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit weiteren Einheiten (12, 14 - 17) der Anordnung (1) auf. Weiter umfasst die Anordnung eine Basiseinheit (3; 12), in welcher von der Messeinheit (13) übermittelte Datensätze speicherbar und bevorzugt visuell darstellbar sind und welche eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit weiteren Einheiten (13-17) der Anordnung (1) aufweist. Weiter ist ein Erfassungsmittel (14) zum Erfassen einer Messposition (32), an welcher der Messwert ermittelt wird, und/oder eines Messzeitpunkts vorhanden, zu welchem der Messwert ermittelt wird, wobei ein von der Messeinheit (13) ermittelter Messwert zumindest zusammen mit einer/m vom Erfassungsmittel (14) erfassten Messposition und/oder Messzeitpunkt als Datensatz an die Basiseinheit (3; 12) übermittelbar ist. Dabei ist die mobile Messeinheit (13) zur zerstörungsfreien Ermittlung von Messwerten zu einer internen Struktur und/oder einem internen Zustand von, insbesondere unzugänglichen, Bauelementen (8) des Objekts (2) ausgebildet. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Inspektion eines Objekts (2).

Description

Anordnung und Verfahren zur Inspektion eines Objekts, insbesondere eines Bauwerks
Die Erfindung betrifft eine Anordnung sowie ein Verfahren zur Inspektion eines Objekts, insbesondere eines Bauwerks, gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.
Bauwerke erfordern regelmässige und detaillierte Inspektionen durch qualifizierte Inspektions-Fachleute, um einen Zustand des Bauwerks zu erfassen. Dies gilt entsprechend auch für viele andere Objekte. Die Inspektionen können Aufschluss darüber geben, ob z.B. die strukturelle Integrität des Objekts
gewährleistet ist. Bauwerke - insbesondere Gebäude,
Lagerstätten, Brücken, Türme, Tunnels, Strassen und
Schutzeinrichtungen - müssen zur Sicherstellung einer
ausreichenden Gebrauchstauglichkeit und Tragsicherheit
regelmässig überprüft werden. Die Überprüfung erfolgt bei der Erstellung, während der Nutzung, einer Umnutzung und einem allfälligen Rückbau der Bauwerke.
Derartige Inspektionen erfordern mitunter die Berücksichtigung einer Vielzahl von Daten und Parametern. Beispielsweise sind bei der Inspektion von Bauwerken Materialcharakteristiken von
Bauelementen, Betriebsparameter, Vorschriften und Empfehlungen aus allfälligen Normen und Richtlinien sowie z.B. besondere Anforderungen an ein Bauelement im Kontext des gesamten Bauwerks zu berücksichtigen. Es ist daher ein Bedürfnis, ein
Inspektionssystem zu schaffen, welches eine möglichst hohe
Integration einer Vielzahl von Daten ermöglicht und diese dem Inspektions-Fachmann übersichtlich zur Verfügung stellt.
Typischerweise umfassen die Inspektionen eines Bauwerks eine umfassende Sichtung des Bauwerks, bei welcher inspektionsrelevante Situationen wie z.B. Defekte und/oder
Störungen des Bauwerks bzw. einzelner Bauelemente visuell identifiziert und erfasst werden. Im Folgenden wird ohne
Einschränkung der Allgemeinheit für inspektionsrelevante
Situationen exemplarisch auf Defekte verwiesen. Ein Inspektions- Fachmann analysiert in einem weiteren Schritt diese Defekte und leitet auf deren Basis eine Diagnose z.B. einer Art des Defekts oder einer Topologie des Defekts her. Aufgrund der Diagnose wird z.B. über weitere Inspektionsschritte und/oder Massnahmen zur Beseitigung der Defekte entschieden. Dies birgt das Risiko, dass Defekte sowie deren allfällige Auswirkungen auf das Bauwerk vom Inspektions-Fachmann übersehen und/oder falsch eingeschätzt werden .
Die Registrierung der Defekte umfasst meist das Eintragen der Defekte auf einem Diagramm wie z.B. einem Bauplan eines Bauwerks während der Inspektion durch den Inspektions-Fachmann. In der Folge werden die registrierten Defekte in der Regel elektronisch erfasst und z.B. in eine Datenbank eingetragen oder in einen CAD-basierten Bauplan des Bauwerks oder einem beispielsweise mit Hilfe eines an sich bekannten 3D-Scanners erstellten Modell des Bauwerks aufgenommen. Dieses Vorgehen hat zum einen den
Nachteil, dass die Erfassung der Defekte einzig von der
Wahrnehmung und Sorgfalt des Inspektions-Fachmanns abhängt. Die Erfassung der Defekte bildet jedoch die Grundlage für sämtliche weiteren Massnahmen und sollte daher eine erhöhte Redundanz aufweisen, mit welcher sich z.B. die Gefahr fehlerhafter
Eintragungen oder unentdeckter Defekte vermindern lässt. Zum anderen birgt die Übertragung der diagrammatisch erfassen
Defekte in eine elektronische Datenerfassung das Risiko von Übertragungsfehlern z.B. durch eine fehlerhafte Eingabe von Zahlenwerten. Zudem ist auf diese Weise im Nachhinein nicht nachvollziehbar, an welcher Stelle der Inspektion ein Fehler aufgetreten ist. Des Weiteren ist die mehrfache Übertragung von Daten ineffizient und arbeitsintensiv. Beispielsweise lässt sich nicht nachvollziehen, ob ein Defekt vom Inspektions-Fachmann überhaupt erfasst wurde oder z.B. erst zu einem späteren
Zeitpunkt z.B. bei der Übertragung der Daten verloren gegangen ist .
Ein integriertes System, welches zumindest einige der
bestehenden Nachteile zu beheben versucht, ist in der US
6,725,097 Bl beschrieben. Dieses System erlaubt die Eingabe von visuell erkennbaren Defekten in ein mobiles Eingabegerät, welches der Inspektions-Fachmann bei der Inspektion mit sich führt. Die Defekte können z.B. aufgrund ihrer sichtbaren
Struktur gemäss einer vorgegebenen Auswahl klassifiziert und auf Plänen des Bauwerks eingezeichnet werden. Dabei kann der Defekt z.B. über ein grafisches Eingabeprogramm manuell in einem
Bauplan eingezeichnet werden oder es kann eine Fotografie vor Ort angefertigt werden. Das Eingabegerät kann zudem
programmierte Algorithmen umfassen, um die eingegebenen Defekte zu analysieren.
Während dieses System eine verbesserte Interaktivität und
Datenintegration aufweist, erfolgt die Erfassung der
Inspektionsdaten wie bei früheren Systemen nur durch den
Inspektions-Fachmann und weist somit keine oder nur eine geringe Redundanz auf. Somit basiert auch die vorteilhaft automatisierte Analyse der Defekte einzig auf den erfassten Defekten, d.h. der Wahrnehmung und Sorgfalt des Inspektions-Fachmanns bei deren Erfassung. Das System bietet keinen Schutz gegen Defekte, welche beim Erfassen übersehen werden, bzw. erlaubt auch nicht, im Nachhinein festzustellen, ob ein Defekt übersehen wurde oder erst nach der Inspektion aufgetreten ist. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des
Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine vielseitig anwendbare Anordnung sowie ein vielseitig anwendbares Verfahren zur Inspektion eines Objekts, insbesondere eines Bauwerks, bereitzustellen, welches eine zuverlässige Erfassung des Istzustandes aber auch von baulichen Mängeln ermöglicht. Zudem sollen die Anordnung und das Verfahren komfortabel zu bedienen bzw. auszuführen sein und eine hohe Sicherheit gewährleisten. Die Anordnung und das Verfahren sollen zudem sicherstellen, dass zu einem späteren Zeitpunkt nachvollziehbar ist, an welcher Stelle am Objekt, insbesondere am Bauwerk, eine inspektionsrelevante Situation erfasst wurde.
Diese Aufgaben werden durch eine Anordnung sowie ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Diese betreffen in einem ersten Aspekt eine Anordnung zur
Inspektion eines Objekts, insbesondere eines Bauwerks, umfassend eine mobile Messeinheit zur Ermittlung eines dem Objekt
zugeordneten Messwerts, wobei die Messeinheit eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit weiteren Einheiten der Anordnung, insbesondere einer Basiseinheit, aufweist. Weiter umfasst die Anordnung eine, insbesondere mobile, Basiseinheit, in welcher von der Messeinheit übermittelte Datensätze speicherbar und bevorzugt visuell darstellbar sind und welche eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit weiteren Einheiten der Anordnung, insbesondere wenigstens der mobilen Messeinheit, aufweist.
Vorzugsweise weist die Basiseinheit zudem eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit einem proprietären oder öffentlichen Netzwerk auf. Die Anordnung umfasst auch ein Erfassungsmittel zum
Erfassen einer Messposition, an welcher der Messwert ermittelt wird, und/oder zum Erfassen eines Messzeitpunkts, zu welchem der Messwert ermittelt wird. Dabei ist ein von der Messeinheit ermittelter Messwert zumindest zusammen mit einer vom Erfassungsmittel erfassten Messposition, vorzugsweise
automatisch, als Datensatz an die Basiseinheit übermittelbar. Die mobile Messeinheit ist dabei zur zerstörungsfreien
Ermittlung von Messwerten zu einer internen Struktur und/oder einem internen Zustand von, insbesondere unzugänglichen,
Elementen des Objekts, insbesondere Bauelementen des Bauwerks, ausgebildet. Die Ermittlung des Messwerts kann beispielsweise von einem Benutzer vor Ort durchgeführt werden, welcher die Messeinheit bedient. Als Benutzer vor Ort ist hierbei ein während der Inspektion am Objekt anwesender Benutzer, wie z.B. ein mit der Inspektion betrauter Inspektions-Fachmann,
bezeichnet. Alternativ kann die Messeinheit auch derart
ausgebildet sein, dass sie, beispielsweise über die
Basiseinheit, fernsteuerbar ist.
Unter einem Bauwerk wird hier und im Folgenden eine von Menschen errichtete Konstruktion mit ruhendem Kontakt zum Untergrund verstanden. Das Bauwerk kann beispielsweise ein Gebäude sein, welches etwa dem Aufenthalt von Menschen, der Unterbringung von Tieren, der Aufzucht von Pflanzen oder der Lagerung von Sachen oder dem Betrieb von Maschinen dient. Das Bauwerk kann auch ein Verkehrsbauwerk sein, wie etwa eine Brücke, eine Strasse, ein Tunnel oder ein Stollen. Alternativ kann das Bauwerk auch ein Ver- und/oder Entsorgungsbauwerk sein, wie etwa ein Brunnen, eine Wasser- und/oder Abwasserleitung, ein Klärwerk, ein Deich, ein Staudamm, eine Staumauer, ein Wehr, ein Schornstein, ein Turm (wie etwa ein Windturm oder ein Sendeturm) , ein Sendemast oder ein Freileitungsmast. Des Weiteren kann das Bauwerk ein Schutzbau sein, wie etwa ein Atomkraftwerk oder ein Schutzwall, ein Schutzdamm, eine Lawinenverbauung, eine Strassengalerie oder ein Schutzraum. Das Bauwerk kann auch eine Wehr- und/oder
Befestigungsanlage sein, wie etwa eine Befestigung oder ein Wehrturm. Zudem umfasst der Begriff „Bauwerk" auch Berg- und Tagbauminen sowie temporäre Bauwerke, wie etwa fliegende Bauten, Zelte, Messepavillons, Hilfsbauten, Containerbauten und
Lagerstätten .
Ausser Bauwerken umfasst der hier und im Folgenden verwendete Begriff „Objekt" beispielsweise auch insbesondere bewegliche Gegenstände, wie etwa Geräte, Maschinen, Fahrzeuge, Flugzeuge, Möbelstücke, Kunstgegenstände (wobei mit der erfindungsgemässen Anordnung und/oder dem erfindungsgemässen Verfahren
beispielsweise deren Echtheit festgestellt werden kann) , aber auch lebende Objekte, wie Pflanzen, Tiere oder Menschen.
Unter einer „internen Struktur" und einem „internen Zustand" werden hier und im Folgenden eine Struktur bzw. ein Zustand des Objekts verstanden, die nicht rein visuell erkennbar sind, wie dies beispielsweise durch einen Benutzer mit dem blossen Auge oder mit Hilfe einer Kamera möglich wäre. Die Begriffe „interne Struktur" und „interner Zustand" umfassen also einerseits
Strukturen und Zustände im Inneren des Objekts. Sie umfassen aber auch Strukturen und Zustände, die an einer für den Benutzer zwar an sich sichtbaren Oberfläche des Objekts oder im Bereich einer solchen Oberfläche vorliegen, die aber nicht rein visuell erkennbar sind. Beispielsweise wird im Rahmen der Erfindung auch eine Elastizität des Objekts im Bereich einer sichtbaren
Oberfläche als interner Zustand angesehen, da eine solche
Elastizität nicht rein visuell erkennbar ist.
Die Basiseinheit und/oder die Messeinheit umfassen bevorzugt Mittel zur Speicherung, zur Verarbeitung, zur Ein- und Ausgabe und zum Empfangen und Übermitteln von Daten. Zur Speicherung und Verarbeitung der Daten können eine Speichereinheit und eine Recheneinheit vorhanden sein. Insbesondere kann die Basiseinheit derart ausgebildet sein, dass die weiter unten noch im Detail beschriebenen Datenstrukturen, Programme, Datensätze (originäre und/oder abgeleitete Datensätze) und/oder Anweisungen auf der Basiseinheit speicherbar sind.
Die Mittel zur Eingabe können z.B. eine berührungsempfindliche Fläche und/oder ein Tastenfeld und/oder ein Mikrofon umfassen. Über eine berührungsempfindliche Fläche können durch einen
Benutzer beispielsweise Zeichnungen erfasst werden. Ein
Tastenfeld erlaubt einem Benutzer die Eingabe von Text
einschliesslich Zahlen. Über ein Mikrofon kann eine
Spracheingabe erfolgen. Diese somit eingegebenen Daten können dann zusammen mit der/m zugehörigen, von der Messeinheit
ermittelten Messwert und einer/m zugehörigen, vom
Erfassungsmittel erfassten Messposition und/oder Messzeitpunkt als Datensatz an die Basiseinheit übermittelt und dort optional gespeichert und/oder weiterverarbeitet werden. Auf diese Weise kann eine Art von Logbuch entstehen, in dem festgehalten werden kann, welcher Benutzer zu welchem Zeitpunkt und an welchem Ort welche Messung wie und aus welchem Anlass durchgeführt hat.
Die Mittel zur Ausgabe können z.B. einen Drucker umfassen, über welchen beispielsweise ein Messprotokoll ausgegeben werden kann. Die Mittel zur Ausgabe sind allerdings bevorzugt derart
ausgebildet, dass objektspezifische, insbesondere
bauwerkspezifische, Daten bzw. Datenstrukturen visuell
darstellbar sind. Ein kombiniertes Mittel zur Ein- und Ausgabe kann z.B. durch einen berührungsempfindlichen Bildschirm
bereitgestellt sein.
Als visuelle Darstellung kann ein, insbesondere
dreidimensionales, virtuelles Modell des zu inspizierenden
Objekts für den Benutzer vor Ort auf der Basiseinheit und/oder der Messeinheit visuell darstellbar sein. Bei geeigneten Mitteln zur Eingabe kann der Benutzer vor Ort gegebenenfalls mit dem virtuellen Modell interagieren, wie z.B. Ansichten wählen oder Messpositionen markieren. Ebenso können Anweisungen für den Benutzer vor Ort dargestellt werden, wie beispielsweise
Messanweisungen für den Benutzer vor Ort, welche z.B. eine
Messposition und/oder einen Messzeitpunkt und/oder eine Messart angeben .
In einigen Ausführungsformen kann es genügen, wenn die Anordnung nur eine einzige Basiseinheit enthält. Hierdurch kann der apparative Aufwand reduziert werden. Insbesondere für die
Inspektion grösserer und/oder komplexerer Objekte kann die
Anordnung aber auch mehrere Basiseinheiten enthalten. Diese können dann jeweils Schnittstellen zum Datenaustausch
untereinander aufweisen.
Die Messeinheit ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass sie vom Benutzer vor Ort tragbar ist; insbesondere kann sie für diesen Zweck entsprechend dimensioniert sein und ein
entsprechendes Gewicht haben. Alternativ kann die Messeinheit beispielsweise in oder an einem insbesondere fernsteuerbaren Fahrzeug platziert sein oder platziert werden.
Die Basiseinheit ist bevorzugt als mobile Einheit ausgebildet, welche von einem Benutzer vor Ort z.B. in das Objekt,
insbesondere in ein Bauwerk, mitgenommen oder ausserhalb des Objekts, insbesondere ausserhalb eines Bauwerks, z.B. in oder an einem Fahrzeug, platziert werden kann. Die Basiseinheit ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass sie vom Benutzer tragbar ist; insbesondere kann sie für diesen Zweck entsprechend dimensioniert sein und ein entsprechendes Gewicht haben.
Bevorzugt ist die Basiseinheit z.B. in einem Koffer oder nach Art eines Laptop- oder Tablet-Computers ausgebildet. Die
Basiseinheit weist bevorzugt ein Schutzgehäuse auf, welches Schutz gegen mechanische Beschädigung z.B. im gefährdeten Umfeld einer Baustelle bietet. Alternativ kann die Basiseinheit
beispielsweise in oder an einem insbesondere fernsteuerbaren Fahrzeug platziert sein oder platziert werden. Die Basiseinheit kann grundsätzlich aber auch z.B. als Wartungs- oder
Inspektionsterminal fest am Objekt, insbesondere am Bauwerk, angeordnet sein.
Die Basiseinheit kann eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit einem, kabelgestützten oder kabellosen, proprietären oder öffentlichen externen Netzwerk aufweisen. Auf diese Weise kann die Basiseinheit an eine lokalisierte (z.B. Servereinheit) oder delokalisierte (so genannte "Cloud") Netzwerkserviceeinheit angebunden sein. Entsprechend können, insbesondere in Echtzeit, Daten an die Netzwerkserviceeinheit übermittelt oder von dieser bezogen werden. Als externe Netzwerke können beispielsweise das Internet (öffentlich) oder ein Mobilfunknetz (proprietär) zur Anwendung kommen.
Es ist auch möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Basiseinheit selbst als Server ausgebildet ist oder einen Server enthält. Ein Datenaustausch zwischen der Schnittstelle der
Messeinheit und dem Server kann dann über ein proprietäres oder öffentliches Netzwerk erfolgen. In dieser Ausführungsform sind die von der Messeinheit übermittelten Datensätze in diesem
Server speicherbar, und der Server enthält eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit weiteren Einheiten der Anordnung.
In anderen Ausführungsformen ist es auch denkbar, dass die
Messeinheit und die Basiseinheit zusammen ein integriertes Gerät bilden und beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse eingeschlossen sind.
Die mobile Messeinheit kann als tragbares Handgerät ausgebildet sein, welches z.B. vom Benutzer vor Ort an der Messposition platziert werden kann. Die Messeinheit umfasst wenigstens eine Messvorrichtung für die Bestimmung interner Strukturen oder eines internen Zustands der Bauelemente. Beispielsweise kann der Zustand von Armierungen in Stahlbetonelementen durch Messung induzierter Wirbelströme und oder Leitfähigkeitsmessungen bestimmt werden. Die mobile Messeinheit weist eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit weiteren Einheiten der Anordnung, insbesondere der Basiseinheit, auf. Die Messeinheit kann auf diese Weise z.B. über ein kabelloses lokales Netzwerk (WLAN) an die Basiseinheit oder weitere Einheiten der Anordnung angebunden sein. Ebenso sind selbstverständlich kabelgestützte Anbindungen denkbar. Die ermittelten Messdaten der Messeinheit und
gegebenenfalls Positionsdaten des Erfassungsmittels können auf diese Weise z.B. automatisch an die Basiseinheit übermittelt werden. Die Übermittlung kann unmittelbar bei Erfassung der Messwerte oder in vorgegebenen oder adaptierten Zeitabständen erfolgen. Hierfür können die Messdaten in der Messeinheit zwischenspeicherbar sein. Selbstverständlich kann auch eine manuelle Auslösung der Übertragung erforderlich sein, oder eine Übertragung erfolgt erst nach einer Anbindung der Messeinheit an die Basiseinheit, z.B. durch Anschluss eines Kabels.
"Messposition" kann hierbei eine Position bezeichnen, welche bezüglich eines z.B. globalen Koordinatensystems wie GPS- Koordinaten angegeben wird. Ebenso kann die Messposition auch bezüglich eines lokalen Referenzsystems wie z.B. des Objekts selbst oder eines spezifisch zur Inspektion des Objekts
eingerichteten Positionierungssystems angegeben sein. Eine Bestimmung der Messposition kann insbesondere auch visuell erfolgen bzw. angegeben werden, z.B. über fotografische oder filmische Erfassung des Messvorgangs bzw. der Messposition in Relation zu weiteren Merkmalen des Objekts mit bekannter
Position, so wie dies weiter unten noch detaillierter
beschrieben wird.
Das Erfassungsmittel kann zur manuellen Eingabe der Messposition z.B. als Zahlenfolgen ausgebildet sein. Ebenso kann die
Messposition z.B. über eine manuelle Markierung der Messposition auf einem auf der Messeinheit dargestellten virtuellen Modell des Objekts erfolgen. Das Erfassungsmittel kann hierfür z.B. als Tastenfeld und/oder als berührungsempfindlicher Bildschirm in die Messeinheit integriert sein. Selbstverständlich kann das Erfassungsmittel auch einen Empfänger für Signale eines
satellitengestützten (z.B. GPS) oder erdgebundenen globalen Positionierungssystems umfassen, welcher z.B. in der Messeinheit ausgebildet ist. Ebenso kann der Empfänger z.B. zum Empfang von Signalen eines oder mehrerer Funkfeuer ausgebildet sein, welche vor Ort beim Objekt zur Erstellung eines Koordinatensystems eingerichtet sind und z.B. eine Triangulierung der Messposition erlauben. Eine Bestimmung der Messposition kann automatisch bei der Erfassung des Messwerts ausgelöst werden.
Die erforderlichen Funktionalitäten der einzelnen Einheiten oder Mittel können je nach Erfordernis via Hardware und/oder Software implementiert sein. Je nach Erfordernis können auch
Interaktionen des Benutzers vor Ort erforderlich sein.
Aufgrund der separaten Basiseinheit kann z.B. ein weiterer
Benutzer vor Ort, aber nicht notwendig an der Messposition, die Erfassung der Messwerte überwachen. Insbesondere kann an der Basiseinheit sichergestellt werden, dass die erfassten Messwerte an den korrekte Messpositionen erfolgt sind, wie sie z.B. in einem Inspektionsplan vorgesehen sind. Insbesondere kann auch direkt vor Ort beim Objekt überprüft werden, ob die
Messpositionen und Messwerte z.B. an der korrekten Position in einem in der Basiseinheit abgespeicherten Plan des Objekts, insbesondere in einem in der Basiseinheit abgespeicherten
Bauplan eines Bauwerks, eingetragen wurden. Bestehen Anzeichen einer fehlerhaften oder unvollständigen Erfassung, kann der Inspektions-Fachmann an der Basiseinheit Einfluss auf den
Verlauf der Inspektion nehmen und z.B. eine erneute oder
zusätzliche Durchführung einer Messung anordnen. Der weitere Benutzer vor Ort an der Basiseinheit hat dabei den Vorteil, dass eine Überwachung der Inspektion in komfortabler Umgebung und mit Zugriff auf diverse Zusatzinformationen erfolgen kann, die er beispielsweise über das Netzwerk beziehen kann.
Indem eine Messung erfindungsgemäss zerstörungsfrei erfolgt, kann auch an Stellen, an denen aus statischen oder
bautechnischen Gründen (z.B. Platzmangel, schwer zugängliche Stellen) keine Kernproben für eine Laboranalyse entnommen werden können, auf rasche Art und Weise ein Überblick über den internen Zustand oder eine interne Struktur z.B. eines Betonbauelements gewonnen werden. Auf diese Weise erlaubt die Anordnung eine direkte Messung von z.B. internen strukturellen Defekten
und/oder Störungen und nicht nur deren Annahme aufgrund von äusserlich erkennbaren Defekten. Insbesondere können unabhängig von der Wahrnehmung des Benutzers vor Ort von aussen unsichtbare Defekte ermittelt werden. Auf diese Weise lässt sich die
Anordnung besonders vielseitig anwenden, z.B. auch zur Abnahme eines neu erstellten Objekts. Beispielsweise lässt sich mit einer als Bewehrungsprüfgerät ausgebildeten Messeinheit der vorliegenden Anordnung prüfen, ob die Bewehrungen in einem Betonelement eines Bauwerks den baulichen Vorgaben entsprechen. Derartige bauliche Mängel sind visuell nicht erkennbar.
Aufgrund der Basiseinheit können diese ermittelten Daten direkt vor Ort am Objekt z.B. in ein Datenmodell bzw. eine
Datenstruktur integriert und visualisiert werden. Somit kann unmittelbar vor Ort erkennbar werden, dass z.B. aufgrund eines ermittelten internen Defekts in einer Umgebung der Messposition weitere Messungen und/oder visuelle Inspektionen vorgenommen werden müssen. Indem die Messeinheit, insbesondere auch mehrere, vorzugsweise unterschiedliche Messeinheiten, an die Basiseinheit anbindbar sind, können die von den unterschiedlichen
Messeinheiten ermittelten Daten von der Basiseinheit zentral erfasst werden. Die Basiseinheit erlaubt dabei z.B. eine
Integration der unterschiedlichen ermittelten Daten in eine bestehende Datenstruktur, welche einen internen Zustand der gemessenen Elemente des Objekts, insbesondere der gemessenen Bauelemente des Bauwerks, wiedergibt. Die Datenstruktur kann in der Basiseinheit speicherbar sein. Insbesondere kann diese
Datenstruktur auch Pläne sowie weitere Informationen zum Objekt, insbesondere Baupläne sowie weitere Informationen zum Bauwerk, umfassen, sodass gesamthaft ein umfassendes virtuelles Modell des Objekts geschaffen werden kann, welches einen aktuellen Zustand des Objekts zuverlässig wiedergibt. Sämtliche
angebundenen Messeinheiten können somit ohne übermässigen
Synchronisationsaufwand auf eine aktualisierte zentrale
Datenstruktur zugreifen.
Die Datenstruktur kann dabei auch Messdaten früherer
Inspektionen umfassen, sodass eine Historie der Elemente bzw. des Objekts, insbesondere der Bauelemente bzw. des Bauwerks, erfassbar ist. Die mit den Daten zur internen Struktur der
Elemente, insbesondere der Bauelemente, ergänzte Datenstruktur kann z.B. als virtuelles Modell oder auf andere Weise von der Basiseinheit visualisiert oder ausgegeben werden. Es versteht sich, dass alternativ oder zusätzlich z.B. die Datenstruktur und/oder die visuelle Darstellung auf einem Server abgelegt bzw. erzeugt werden kann, an welchen die Basiseinheit angebunden ist (siehe unten) . Ebenso versteht es sich, dass die Basiseinheit erforderlichenfalls auch nur zum Sammeln und Weiterleiten von mit der erfindungsgemässen Anordnung gewonnenen Datensätzen ausgebildet ist. Die Datenstruktur sowie z.B. eine visuelle Aufbereitung der Daten kann in diesem Fall auf dem Server erfolgen .
Bevorzugt ist die mobile Messeinheit zur Durchführung wenigstens einer oder mehrerer der im Folgenden genannten Messungen
ausgebildet :
- Ultraschallmessung,
- Radiographie (insbesondere penetrierende Radarmessung) ,
- Wirbelstrommessung,
- elektrische Widerstandsmessung,
- Potentialfeldmessung,
- Rückprallmessung,
- akustische Resonanzanalyse (insbesondere gemäss Richtlinie US06 der DGZfP (Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung) , beispielsweise mit dem Erudite-System, erhältlich von CNS Farneil Limited, Hertfordshire, UK) ,
- induktive Bewehrungsortung (insbesondere gemäss DGZfP- Merkblatt B02, beispielsweise mit Profoscope PS 250,
erhältlich von Proceq SA, Schwerzenbach, Schweiz) ,
- kapazitive Bewehrungsortung (insbesondere gemäss DGZfP- Merkblatt B02, beispielsweise mit PS 38 Multidetektor, erhältlich von Hilti Corporation, Adliswil, Schweiz) , - Bodenradar (englisch: „Ground Penetrating Radar" (GPR) , insbesondere gemäss DGZfP-Merkblatt BIO),
- Dehnungsmessstreifen-Prüfung,
- Dichtheitsprüfung (insbesondere gemäss einer oder mehreren der Normen EN 1779, EN 13184, EN 13185 und EN 1593),
- Durchstrahlungsprüfung (insbesondere gemäss einer oder
mehreren der Normen EN 444, EN 13068 und EN 16016,
insbesondere Durchstrahlungsprüfung mit Hilfe von
Röntgenstrahlung) ,
- Eindringprüfung (insbesondere gemäss der Norm EN 571-1),
- kapazitive Feuchtemessung (insbesondere gemäss der Norm EN 13183-3, beispielsweise mit einem der Feuchtigkeitsmessgeräte von Tramex Ltd., Dublin, Irland),
- resistive Feuchtemessung (insbesondere gemäss der Norm EN
13183-3, beispielsweise mit einem der Feuchtigkeitsmessgeräte von Tramex Ltd., Dublin, Irland),
- Impakt-Echo-Verfahren (insbesondere gemäss DGZfP-Merkblatt Bll, beispielsweise mit einem der Geräte von James
Instruments Inc., Chicago, USA),
- Infrarotthermografie (insbesondere gemäss einer oder mehreren der Normen DIN 54190, DIN 54192 und EN 13187, unter
Ausnutzung von Wärmeabstrahlung, passiv oder durch aktives Vorheizen) ,
- Leitfähigkeitsprüfung (beispielsweise mit einer Wenner-Sonde, wie etwa Resipod, erhältlich von Proceq SA, Schwerzenbach, Schweiz) ,
- magnetinduktive Methode (insbesondere gemäss der Norm ISO
2178) ,
- Magnetpulverprüfung (insbesondere gemäss der Norm ISO 9934),
- Potentialfeldmessung (insbesondere gemäss DGZfP-Merkblatt
B03, beispielsweise mit dem Canin-System, erhältlich von Proceq SA, Schwerzenbach, Schweiz) , - Rückprallhammerverfahren (insbesondere gemäss der Norm EN 12504-2, beispielsweise mit dem Schmidt-Hammer, erhältlich von Proceq SA, Schwerzenbach, Schweiz) ,
- Schallemissionsanalyse (insbesondere gemäss der Norm EN
12504-2) ,
- Shearografie (Laser Speckle Shearing Interferometry) ,
insbesondere zur mobilen Inspektion zur zerstörungsfreien Prüfung von Composit-Bauteilen) ,
- Streufeldmessung (insbesondere zur Detektion von Ermüdungen und/oder von Spannungsrissen in Spannbeton-Bauwerken),
- Ultraschallprüfung (insbesondere gemäss der Norm EN 583, und/oder des DGZfP-Merkblatts B04, beispielsweise mit dem Pundit-System, erhältlich von Proceq SA, Schwerzenbach, Schweiz) ,
- Vibrationsprüfung/Schwingungsanalyse (insbesondere gemäss mindestens einer der Normen ISO 13373 und DIN 45669) ,
- Wirbelstromprüfung (insbesondere gemäss der Norm ISO 15549, beispielsweise zur Rissprüfung, zur Schichtdickenmessung und/oder zur Bestimmung von Materialeigenschaften),
- Zeitbereichsreflektometrie (insbesondere gemäss der Norm DIN 19745, beispielsweise mit dem TRIME-System, erhältlich von der IMKO GmbH, Ettlingen, Deutschland) ,
- laserinduzierte Plasma-Spektroskopie (LIPS) ,
- Metallhärtemessung (insbesondere zur Messung der Leeb-Härte, der Rockwell-Härte, der Brinell-Härte und/oder der Vickers- Härte) ,
- Magnetic Resonance Imaging (MRI, wie beispielsweise aus medizinischen Anwendungen bekannt) ,
- Röntgenfluoreszenzmessung (beispielsweise mit dem Gerät
FISCHERSCOPE® X-RAY XDV®-SD, erhältlich von Helmut Fischer AG, Hünenberg, Schweiz) , - Mikro-Widerstand-Verfahren (insbesondere gemäss der Norm DIN EN 14571:2005, beispielsweise mit dem Gerät SR-SCOPE® RMP30- S, erhältlich von Helmut Fischer AG, Hünenberg, Schweiz) ,
- Beta-Rückstreumethode (insbesondere gemäss mindestens einer der Normen DIN EN ISO 3543, ASTM B567 und BS 5411,
beispielsweise mit einem FISCHERSCOPE® MMS®, erhältlich von Helmut Fischer AG, Hünenberg, Schweiz) ,
- coulometrische Messung (insbesondere gemäss der Norm DIN EN ISO 2177:2004-08, beispielsweise mit dem Gerät COULOSCOPE®, erhältlich von Helmut Fischer AG, Hünenberg, Schweiz) ,
- lineares Polarisationsverfahren (insbesondere zur Abschätzung eines Korrosionsstroms in Stahlbeton) .
Eine Ultraschallmessung basiert grundsätzlich auf einer
Pulsgeschwindigkeitsmessung eines Ultraschallpulses. Mit einer Wellenform-Analyse können Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Baumaterials gezogen werden. Auf diese Weise können sowohl die Homogenität des Baumaterials überprüft als auch Defekte
aufgezeigt werden. Der Impuls bzw. die Geschwindigkeit hängt mit der Dichte und Elastizität des zu prüfenden Baumaterials
zusammen, was z.B. eine Aussage betreffend Qualität und
Druckfestigkeit ermöglicht.
Bei einer penetrierenden Radarmessung wird die innere Struktur des Bauelements durch Reflexion elektromagnetischer Strahlung an Störstellen gemessen. Dabei werden in der Regel sehr kurze elektromagnetische Impulse von wenigen Picosekunden bis zu einigen Nanosekunden Länge in das Innere des Bauelements
abgestrahlt und die Reflexion aufgenommen. Die Ausbreitung der elektromagnetischen Wellen im Inneren ist dabei abhängig von den im Bauelement befindlichen Strukturen, die Reflexion, Streuung, Beugung und Transmission des eingestrahlten Signals hervorrufen. Aufgezeichnet werden meist die Laufzeit, die Phase und die
Amplitude des reflektierten Signals.
Bei der Wirbelstrommessung wird z.B. durch eine Spule ein wechselndes Magnetfeld erzeugt, welches in einem leitfähigen Baumaterial Wirbelströme induziert. Bei der Messung wird mittels eines Sensors, der meist auch die Erregerspule umfasst, die Wirbelstromdichte durch das vom Wirbelstrom erzeugte Magnetfeld detektiert. Die gemessenen Parameter umfassen in der Regel die Amplitude und die Phasenverschiebung zum Erregersignal. Zu deren Messung benutzt man üblicherweise eine zweite Spule im Sensor. Gelegentlich werden auch andere Magnetfeldsensoren, wie GMR- Sensoren (Giant Magnetoresistance - GMR) oder so genannte SQUIDs ( Superconducting Quantum Interference Device - SQUID)
eingesetzt. Bei der Wirbelstromprüfung wird der Effekt
ausgenutzt, dass die meisten Verunreinigungen und Beschädigungen in einem elektrisch leitfähigen Material auch eine andere elektrische Leitfähigkeit oder eine andere Permeabilität als das eigentliche Material haben.
Die Messung des spezifischen elektrischen Widerstands gibt
Aufschluss über den Zustand eines Bauelements wie z.B. eines Stahlbetonelements. Der spezifische Widerstand steht in engem Zusammenhang mit der Korrosionswahrscheinlichkeit und der
Korrosionsgeschwindigkeit. Ebenso kann der spezifische
Widerstand direkt mit einer Chloriddiffusionsgeschwindigkeit korrelieren. Bei der Messung wird in der Regel ein erstes Paar Elektroden mit dem Baumaterial in Kontakt gebracht. Zwischen den Elektroden wird eine Spannung angelegt. Anschliessend wird die Potenzialdifferenz zwischen einem weiteren Elektrodenpaar gemessen. Daraus sowie aus der Anordnung der Elektroden lässt sich der spezifische Widerstand berechnen. Bei der Potentialfeldmessung kann festgestellt werden, ob eine Korrosionsaktivität z.B. an einer Bewehrung im Stahlbeton vorhanden ist. Dabei wird in gewissen Abständen über die ganze Betonfläche ein elektrochemisches Potential zwischen Stahl und Beton, genauer gesagt zwischen dem Stahl und einer auf den Beton gesetzten Halbzelle (z.B. Kupfer/Kupfersulfat-Bezugselektrode), gemessen. Aus dem so ermittelten Potentialfeld lassen sich anodische und kathodische Bereiche ermitteln. Bei Bereichen mit anodischem Potential korrodiert der Stahl oder ist zumindest besonders korrosionsgefährdet .
Bei der Rückprallmessung wird in der Messeinheit im Grunde ein Schlagbolzen beschleunigt, welcher auf das Baumaterial
aufschlägt und zurückprallt. Je härter das Baumaterial ist, desto weiter prallt der Bolzen zurück. Die Rückprallstrecke wird z.B. auf einer Skala angezeigt oder automatisch erfasst und ist ein Mass für die Rückprallenergie. Daraus kann eine Festigkeit des Baumaterials abgelesen werden. Mit einer Reihe von Messungen kann aufgrund unterschiedlicher Druckfestigkeiten eine interne Struktur des Baumaterials ermittelt werden.
Selbstverständlich kann die Anordnung mehrere Messeinheiten beruhend auf unterschiedlichen Messprinzipien umfassen. Ebenso können einzelne Messeinheiten auch Messvorrichtungen für mehrere Messmethoden umfassen. Selbstverständlich können auch
Messeinheiten zur Anwendung kommen, welche auf anderen
zerstörungsfreien Messprinzipien zur Messung von inneren
Strukturen oder einem inneren Zustand des Bauelements geeignet sind. Die vorliegende Auswahl von Messmethoden hat sich jedoch als wirtschaftlich umsetzbar herausgestellt und in der täglichen Anwendung bewährt . In einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung umfasst das Erfassungsmittel eine insbesondere mobile Aufnahmeeinheit , welche derart ausgebildet und vor der Ermittlung des Messwerts bei einer Messposition positioniert oder positionierbar ist, dass die Ermittlung des Messwertes, insbesondere durch den
Benutzer vor Ort, mittels der mobilen Messeinheit durch die Aufnahmevorrichtung fotografisch und/oder filmisch aufnehmbar ist. Die Aufnahmeeinheit ist dabei bevorzugt mobil und als separate und frei positionierbare Einheit ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist sie derart ausgebildet, dass sie von einem Benutzer vor Ort tragbar ist; insbesondere kann sie für diesen Zweck entsprechend dimensioniert sein und ein
entsprechendes Gewicht haben. In einer vorteilhaften
Ausführungsform ist die Aufnahmeeinheit an einem Helm
angeordnet, den ein Benutzer vor Ort trägt; dies erlaubt
zumindest im Wesentlichen die Aufnahme des Blickfeldes des
Benutzers, insbesondere während er eine Messung mit Hilfe der Messeinheit durchführt. Die Aufnahmeeinheit ist bevorzugt über eine Schnittstelle an die Basiseinheit angebunden oder
anbindbar, wobei die Schnittstelle kabelgebunden oder kabellos sein kann. Gegebenfalls kann die Aufnahmeeinheit auch an die Messeinheit angebunden sein, wobei auch diese Anbindung
kabelgebunden oder kabellos sein kann.
Die Aufnahmeeinheit erlaubt es dabei, einen Bereich des Objekts, in welchem Messwerte z.B. an verschiedenen Messpositionen ermittelt werden, gleichzeitig mit einem insbesondere festen Blickfeld zu erfassen. Das Blickfeld umfasst bevorzugt
wenigstens die mobile Messeinheit und/oder den Benutzer vor Ort bei der Ermittlung des Messwerts sowie eine Umgebung der
Messposition. Die Aufnahmeeinheit kann hierzu vom Benutzer vor Ort im Vorfeld der Ermittlung der Messwerte positioniert werden. Indem die Aufnahmeeinheit die Ermittlung der Messwerte z.B. fotografisch und/oder filmisch aufzeichnet, kann zu einem späteren Zeitpunkt zweifellos nachgewiesen werden, an welchen Stellen des Objekts welche Messwerte ermittelt wurden und gegebenenfalls durch welchen Benutzer vor Ort sie ermittelt wurden .
Die Aufnahmeeinheit kann einen Zwischenspeicher (Bufferspeicher) umfassen, welcher gemäss einem FIFO-Prinzip (First-In-First-Out) Aufnahmen während eines begrenzten Zeitraums (beispielsweise 5 Sekunden) speichert. Auf diese Weise können zu jedem
Messzeitpunkt Aufnahmen vor, während und nach der Ermittlung der Messwerte gespeichert werden. Der Aufnahmezeitpunkt kann z.B. automatisch durch die Vornahme der Messung mit der Messeinheit ausgelöst werden. Die Aufnahmeeinheit , z.B. deren Blickfeld, kann dabei z.B. als Referenzsystem für die Bestimmung der
Messpositionen dienen. Ebenso kann die Aufnahmeeinheit z.B.
Funkfeuer zur Positionsbestimmung der Messeinheiten via
Radiowellen umfassen.
Bevorzugt ist mit der Aufnahmeeinheit zumindest ein Blickfeld erfassbar, welches wenigstens den Benutzer bei der Ermittlung des Messwerts und eine Umgebung der Messposition erfasst. Auf diese Weise sind Grössenverhältnisse und eine Position des
Benutzers vor Ort bei der Durchführung der Messungen auf den Aufnahmen erkennbar. Die Aufnahmeeinheit kann hierzu z.B. eine Weitwinkel- oder Panoramakamera umfassen. Selbstverständlich kann bei geeigneter Ausbildung auch eine herkömmliche Kamera zum Einsatz kommen.
Die Anordnung kann ein Triangulierungssystem umfassen. Mit einem Triangulierungssystem ist hierbei ein System bezeichnet, mit welchem aufgrund z.B. boden- und/oder satellitengestützter
Signale eine Position der Messeinheit, insbesondere eine Messposition, beim Messvorgang ermittelbar ist. Als
bodengestütztes Triangulierungssystem können z.B. ein Funkfeuer oder ein Antennensystem vor Ort beim Objekt zur Anwendung kommen. Als satellitengestütztes Triangulierungssystem kann z.B. ein globales Positionierungssystem wie das frei verfügbare GPS zur Anwendung kommen.
Die Anordnung, insbesondere die mobilen Messeinheit, kann alternativ oder zusätzlich ein Wegaufnahmesystem enthalten, mit dessen Hilfe die Bewegung der mobilen Messeinheit bestimmbar ist. Das Wegaufnahmesystem kann beispielsweise ein Rad umfassen, welches während der Messung auf einer Oberfläche des
inspizierten Objekts entlang gerollt wird. Aus der Rotation des Rades kann auf die Bewegung der mobilen Messeinheit geschlossen werden. Zu diesem Zweck kann das Rad einen Magneten enthalten, dessen Bewegung induktiv festgestellt wird.
Selbstverständlich kann das Erfassungsmittel in Varianten auch ein z.B. mittels Laser projiziertes Koordinatennetz umfassen, mit welchem eine Messposition bestimmbar ist.
Die Anordnung kann weiter eine Markierungseinheit umfassen, mit welcher die Messposition am Objekt markierbar ist. Auf diese Weise können die Messpositionen für eine spätere Bezugnahme direkt am Objekt sichtbar markiert werden. Denkbar ist
beispielsweise das Aufbringen der Markierung mittels einer separaten Markierungspistole (z.B. nach Art eine Paintball- Pistole) . Bevorzugt ist die Markierungseinheit jedoch in die Messeinheit integriert, sodass die Messposition bei der
Ermittlung des Messwerts markierbar ist.
Die Markierung kann eine Farbmarkierung umfassen oder z.B. für den Fall, dass der zu markierende Bereich visuell nicht beeinträchtigt werden soll, eine fluoreszierende Markierung, welche erst in einem spezifischen Licht sichtbar wird. Die
Markierungseinheit kann nach Art eines Tintenstrahldruckers funktionieren. Auf diese Weise kann nicht nur die Messposition markiert werden, sondern es können auch noch zusätzliche Angaben wie z.B. Art und Zeitpunkt der Messung vermerkt werden. Die Markierungsdaten können identisch an die Basiseinheit
übermittelt werden, sodass eine dem Objekt zugeordnete
Datenstruktur und das Objekt selbst dieselben Markierungsangaben umfasst .
Die Anordnung kann weiter eine Makro-Aufnahmeeinheit umfassen, mit welcher eine unmittelbare Umgebung der Messposition
fotografisch und/oder filmisch aufnehmbar ist. Die Makro- Aufnahmeeinheit ist dabei von der oben genannten Aufnahmeeinheit dahingehend zu unterscheiden, dass die Makro-Aufnahmeeinheit zur Aufnahme einer Detailansicht der Messposition vorgesehen ist. Die Makro-Aufnahme dient dazu, den Zustand des Bauelements an der Messposition detailliert zu dokumentieren. Die Makro- Aufnahmeeinheit kann hierzu eine für Makro-Aufnahmen geeignete Kamera und/oder eine Mikroskopkamera umfassen. Bevorzugt ist die Makro-Aufnahmeeinheit in die Messeinheit integriert, sodass die unmittelbare Umgebung der Messposition bei der Ermittlung des Messwerts aufnehmbar ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die korrekte Messposition von der Makro-Aufnahmeeinheit im Zustand während oder kurz vor oder kurz nach der Messung
aufgenommen wird.
Ebenfalls alternativ oder zusätzlich kann die Anordnung ein Trägheitsnavigationssystem umfassen. Mit einem
Trägheitsnavigationssystem ist, ausgehend von einem bekannten Startpunkt z.B. am Objekt, eine aktuelle Position per
Integration von Daten von Beschleunigungssensoren ermittelbar. Ein derartiges System verfügt in der Regel über insgesamt sechs kinematische Freiheitsgrade, davon drei translatorische sowie drei rotatorische, die sich an ebenfalls drei zueinander orthogonal stehenden Einheitsvektoren orientieren. Mit dieser Sensorik lässt sich das Körperkoordinatensystem in Echtzeit bestimmen und über eine kinematische Transformation mit einem feststehenden, vorher bekannten, Raumkoordinatensystem
vergleichen, was eine Anwendung als Navigationssystem
ermöglicht .
Das Trägheitsnavigationssystem kann in einer ersten Variante in die Aufnahmeeinheit des Erfassungsmittels integriert sein.
Hierdurch kann besonders einfach ermittelt werden, in welcher Richtung die Aufnahmen von der Aufnahmeeinheit aufgenommenen werden. In einer zweiten Variante kann das
Trägheitsnavigationssystem aber auch in eine Makro- Aufnahmeeinheit integriert sein. Hierdurch kann besonders einfach ermittelt werden, in welcher Richtung die Aufnahmen von der Makro-Aufnahmeeinheit aufgenommenen werden. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Makro-Aufnahmeeinheit in der mobilen Messeinheit integriert ist und die unmittelbare Umgebung der Messposition aufgenommen wird.
Die Anordnung kann zur wiederholten Ermittlung eines Messwerts an einer ausgewählten Messposition eine temporär oder dauerhaft am Objekt angebrachte Überwachungseinheit umfassen, welche eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit weiteren Einheiten der Anordnung, insbesondere der Basiseinheit und/oder einem weiter unten noch näher beschriebenen Server, aufweist. Die
Überwachungseinheit kann beispielsweise zur Durchführung wenigstens einer oder mehrerer der folgenden Messungen
ausgebildet sein:
- Ultraschallmessung,
- Radiographie, - Wirbelstrommessung,
- elektrische Widerstandsmessung,
- Potentialfeldmessung,
- Rückprallmessung,
- akustische Resonanzanalyse,
- induktive Bewehrungsortung,
- kapazitive Bewehrungsortung,
- Bodenradar,
- Dehnungsmessstreifen-Prüfung,
- Dichtheitsprüfung,
- Durchstrahlungsprüfung,
- Eindringprüfung,
- resistive Feuchtemessung,
- Impakt-Echo-Verfahren,
- Infrarotthermografie,
- Leitfähigkeitsprüfung,
- magnetinduktive Methode,
- Magnetpulverprüfung,
- Potentialfeldmessung,
- Rückprallhammerverfahren,
- Schallemissionsanalyse,
- Shearografie,
- Streufeldmessung,
- Ultraschallprüfung,
- Vibrationsprüfung/Schwingungsanalyse
- Wirbelstromprüfung,
- Zeitbereichsreflektometrie,
- laserinduzierte Plasma-Spektroskopie
- Metallhärtemessung,
- Magnetic Resonance Imaging, - Röntgenfluoreszenzmessung,
- Mikro-Widerstand-Verfahren,
- Beta-Rückstreumethode,
- coulometrische Messung,
- lineares Polarisationsverfahren.
- Feuchtigkeitsmessung,
- Temperaturmessung,
- Strahlungsmessung (beispielsweise Messung elektromagnetischer und/oder radioaktiver Strahlung),
- Beschleunigungsmessung,
- lineare Wegaufnahmemessung,
- Rotationsmessung,
- Messung im Objekt enthaltener optischer Fasern.
Hinsichtlich der Messungen kann die Überwachungseinheit
weitgehend analog einer wie oben beschriebenen Messeinheit ausgebildet sein. Bei der Überwachungseinheit können
grundsätzlich aber auch andere Messprinzipien wie z.B. einer visuellen Inspektion, insbesondere einer rein visuellen
Inspektion, einer Aussenseite des Bauelements zur Anwendung kommen. Die Überwachungseinheit braucht allerdings nicht mobil zu sein, und es kann grundsätzlich auch auf Eingabe- und
Ausgabemittel verzichtet werden. Die Überwachungseinheit kann eine Schnittstelle zur Anbindung an ein externes Netzwerk umfassen, sodass Messdaten ohne Umweg über die Basiseinheit z.B. direkt an eine Netzwerkserviceeinheit übermittelbar sind.
Die Anordnung, insbesondere die Messeinheit, kann ferner ein Aufzeichnungsgerät enthalten, welches zumindest einen
Beschleunigungswert und/oder einen Feuchtigkeitswert und/oder einen Temperaturwert und/oder einen spezifischen Strahlungswert vorzugsweise zusammen mit dem Messzeitpunkt und/oder der Messposition erfasst, wenn zumindest ein vordefinierter Schwellenwert eines dieser Werte überschritten wurde. Durch ein solches Aufzeichnungsgerät können mögliche Beschädigungen der Messeinheit erkannt werden, welche die Messwerte beeinflussen könnten. Das Aufzeichnungsgerät kann in der Messeinheit oder in der Basiseinheit angeordnet sein. Beispielsweise kann eine hohe Beschleunigung der Messeinheit darauf hindeuten, dass die
Messeinheit vom Benutzer versehentlich fallengelassen wurde und daher möglicherweise keine zuverlässigen Messerergebnisse mehr liefert. Das Aufzeichnungsgerät kann damit die Funktion einer „Black Box" haben.
Der Datensatz, der an die Basiseinheit übermittelbar und dort speicherbar ist, kann ausser dem von der Messeinheit ermittelten Messwert und der/m vom Erfassungsmittel erfassten Messposition und/oder Messzeitpunkt weiterhin mindestens einen Zusatzmesswert enthalten, wie beispielsweise einen Dehnungswert und/oder einen Feuchtigkeitswert und/oder einen Temperaturwert und/oder einen spezifischen Strahlungswert und/oder einen Beschleunigungswert und/oder einen Messwert, der von einer wie oben beschriebenen Überwachungseinheit ermittelt wurde.
Mit Vorteil ist die Schnittstelle der Basiseinheit zur Anbindung an ein öffentliches oder proprietäres Netzwerk ausgebildet, wobei die Anordnung einen Server umfasst, an welchen die
Basiseinheit zum Datenaustausch über das öffentliche oder proprietäre externe Netzwerk angebunden oder anbindbar ist, wobei der Server für einen berechtigten Benutzer über ein, bevorzugt öffentliches, Netzwerk zugänglich ist. Der Server kann dabei eine konkrete Umsetzung der oben genannten
Netwerkserviceeinheit sein, mit welcher Dienste über das
Netzwerk bereitgestellt oder ausgeführt werden können. Der Server ist dabei dazu ausgebildet, Daten von der
Basiseinheit zu empfangen und abzuspeichern. Ebenso können die Daten vom Server aufbereitbar sein. Ein Server hat gegenüber einer Basiseinheit den Vorteil, dass die ermittelten Daten unabhängig von der Basiseinheit auch Drittpersonen zur Verfügung gestellt werden können, welche nur zum Zugriff auf den Server aber nicht auf die erfindungsgemässe Anordnung zur Inspektion berechtigt sind. Derartige berechtigte Benutzer können z.B.
Kunden eines Anbieters der vorliegend beschriebenen Anordnung oder Mitglieder einer Behörde zur Bauabnahme sein, welche auf diese Weise aus erster Hand auf die Inspektionsdaten zugreifen können. Insbesondere können die berechtigten Benutzer die
Inspektion des Objekts auf virtuellem Weg auch unmittelbar verfolgen und gegebenenfalls auf diese Einfluss nehmen,
beispielsweise durch weiter unten noch im Detail beschriebene Anweisungen .
Bevorzugt umfasst der Server wenigstens eine abgespeicherte Datenstruktur, welche dem zu inspizierenden Objekt zugeordnet ist. Der Server ist dabei dazu ausgebildet, die Datenstruktur mit von der Basiseinheit übermittelten Daten zu ergänzen und dem berechtigten Benutzer, insbesondere in Echtzeit,
bereitzustellen. Die Datenstruktur bildet dabei ein
einheitliches Format für Daten aus unterschiedlichen Quellen. Einerseits können externe Daten zum Objekt, insbesondere externe Daten zum Bauwerk wie z.B. Baupläne des Bauwerks, historische Inspektionsdaten und/oder technische Spezifikationen oder
Normendaten zu den Elementen, insbesondere den Bauelementen, in die Datenstruktur aufgenommen sein. Andererseits kann die
Datenstruktur vom Server mit Daten oder Datensätzen der
Basiseinheit umfassend Messwerte der Messeinheiten oder
gegebenenfalls der Überwachungseinheiten ergänzt werden. Ebenso können z.B. Aufnahmen der insbesondere mobilen Aufnahmeeinheit und/oder der Makro-Aufnahmeeinheit in die Datenstruktur integrierbar sein. Der Server bildet somit ein so genanntes Daten-Warenhaus ( "Data-Warehouse" ) , in welchem Daten zum Objekt aus unterschiedlichen Quellen z.B. in einem einheitlichen Format zusammengefasst (Informationsintegration) und bereitgestellt werden können. Dadurch verbessert sich der Komfort beim Zugang zu den Daten des Objekts.
Die Datenstruktur ist bevorzugt derart beschaffen, dass dem berechtigten Benutzer und/oder dem Benutzer vor Ort aus der Datenstruktur ein virtuell begehbares dreidimensionales Modell des zu inspizierenden Objekts, insbesondere des zu
inspizierenden Bauwerks, vom Server bereitgestellt werden kann. "Begehbar" bezeichnet in diesem Zusammenhang, dass der
berechtigte Benutzer z.B. als so genannter Avatar sich im virtuellen Modell weitgehend frei bewegen kann. Dabei kann ein Benutzer vor Ort gleichzeitig im selben Modell als Avatar repräsentiert sein, sodass z.B. Interaktionen zwischen dem berechtigten Benutzer und dem Benutzer vor Ort über den Server möglich sind, wodurch sich eine Art Teambesprechung „vor Ort" ergeben kann. Das virtuelle Modell kann bei entsprechender
Ausbildung z.B. auf der Basiseinheit und/oder auf der
Messeinheit und/oder auf einem Head-up-Display, insbesondere einem Head-up-Display einer Brille, darstellbar sein, welches der Benutzer vor Ort oder der berechtigte Benutzer tragen kann.
Die Datenstruktur sowie das darauf basierende virtuelle Modell ist bevorzugt vom Server laufend mit den von der Basiseinheit übermittelten Daten zu internen Strukturen und/oder einem internen Zustand der Bauelemente der Messeinheiten anreicherbar. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das vom Server
bereitgestellte Modell auf dem neuesten Stand ist und die Inspektion z.B. vom berechtigen Benutzer in Echtzeit überwachbar ist .
In diesem virtuellen Modell können eine Datenstruktur und/oder originäre und/oder abgeleitete Datensätze und/oder
Messanweisungen und/oder Aufnahmeanweisungen und/oder
Anweisungen zur Ermittlung mindestens eines Zusatzmesswertes in Echtzeit überlagert werden, so dass ein „Virtual Augmented
Reality"-Modell entsteht. Beispielsweise können die
Messpositionen im virtuellen Modell markiert und als Verweis (ähnlich einem Verweis (Hyperlink) einer Internetseite)
ausgebildet sein, sodass bei entsprechender Aktion des Benutzers die gewünschten Informationen zu einem internen Zustand und/oder einer internen Struktur abgerufen werden kann. Im virtuellen Modell können die internen Strukturen z.B. durch
halbtransparente Wände hindurch sichtbar dargestellt sein, wobei zusätzliche Informationen wie Soll-Werte oder rechnerisch simulierte Werte z.B. einer Korrosion einer Bewehrung
eingeblendet werden können. Dabei können kritische Messwerte zu internen Defekten bzw. defektive Bereich z.B. farblich
hervorgehoben sein.
Bevorzugt umfasst der Server eine Bibliothek von Programmen, mit welchen durch den berechtigten Benutzer gezielt ausgewählte Datensätze der Datenstruktur aufbereitbar und/oder abrufbar sind. Auf diese Weise können aus der Datenstruktur einerseits z.B. dreidimensionale Ansichten und andererseits Objekt-Reporte, insbesondere Bauwerk-Reporte, generiert werden. Die Programme der Bibliothek erlauben dabei, die entsprechenden relevanten Daten einerseits aus der Datenstruktur zu extrahieren und andererseits in der gewünschten Form aufzubereiten. Mit Vorteil kann von einem berechtigten Benutzer über den Server eine Anweisung übermittelt werden. Beispielsweise kann an die Basiseinheit, und gegebenenfalls von dieser, an die
Überwachungseinheit und/oder an die mobile Messeinheit und/oder an den Benutzer vor Ort eine Messanweisung übermittelbar sein. Insbesondere, wenn die Messeinheit fernsteuerbar ist, wird die Messanweisung bevorzugt direkt an die Messeinheit übermittelt. Die Messanweisung kann z.B. eine Messposition und/oder einen Messzeitpunkt und/oder eine Art der Messung umfassen, welche vom Benutzer vor Ort durchgeführt werden soll. Die Übermittlung einer oder mehrerer Messanweisungen kann in Echtzeit erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere
Messanweisungen aber auch vorab zusammengestellt und dem
Benutzer vor Ort dann gesammelt zur Verfügung gestellt werden. Die Messanweisung oder mehrere Messanweisungen können z.B. vor der Inspektion auf dem Server in der Form eines Inspektionsplans für den Benutzer vor Ort zusammengestellt werden. Gegebenenfalls können die gewünschten Messpositionen im virtuellen Modell dargestellt sein. Bevorzugt wird die Messanweisung jedoch in Echtzeit an den Benutzer vor Ort übermittelt, sodass z.B. vom berechtigten Benutzer direkt Einfluss auf die Inspektion
genommen werden kann. Der berechtigte Benutzer muss hierzu nicht vor Ort beim Objekt sein.
Alternativ oder zusätzlich kann an das Erfassungsmittel eine Anweisung zur Ermittlung mindestens eines Zusatzmesswertes übermittelt werden, beispielsweise eines Dehnungswertes und/oder einen Feuchtigkeitswertes und/oder eines Temperaturwertes und/oder eines spezifischen Strahlungswertes und/oder eines von einem Beschleunigungssensor ermittelten Beschleunigungswertes. Vorzugsweise erfolgt die Übermittlung des Zusatzmesswertes in Echtzeit . Ebenfalls alternativ oder zusätzlich kann an die insbesondere mobile Aufnahmeeinheit und/oder an die Makro-Aufnahmeeinheit eine Aufnahmeanweisung übermittelt werden, vorzugsweise in
Echtzeit .
Die Messanweisung und/oder die Anweisung zur Ermittlung
mindestens eines Zusatzmesswertes und/oder die Aufnahmeanweisung kann Angaben dazu enthalten, an welcher Messposition die Messung oder Aufnahme erfolgen soll. Es ist dabei denkbar, dass die Messung oder Aufnahme automatisch erfolgt, wenn die vorgegebene Messposition erreicht ist. Die Anordnung, insbesondere die
Messeinheit oder die Makro-Aufnahmeeinheit , kann zu diesem Zweck entsprechend programmiert sein oder werden, dass die Messung oder Aufnahme dann automatisch erfolgt.
Der Server kann als lokalisierte Servereinheit z.B. bei einem Anbieter der vorliegend beschriebenen Anordnung zur
Bausinspektion ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Server allerdings als dynamisch an einen Bedarf anpassbare
informationstechnische Infrastruktur, insbesondere als Cloud- basierter Server, bereitgestellt. Auf diese Weise können die Kapazitäten des Servers bei Bedarf problemlos ausgeweitet werden. Beispielsweise kann der Server im Falle einer besonders umfangreichen Datenstruktur aufgrund einer hohen Komplexität des Objekts oder bei besonderen Anforderungen seitens eines
berechtigten Benutzers an die Qualität der visuellen Darstellung entsprechend erweitert werden. Fällt der Bedarf, können unnötige Ressourcen kostengünstig abgestossen werden.
Durch die delokalisierte Serverstruktur eines Cloud-basierten Servers ist zudem sichergestellt, dass die auf dem Server verfügbaren Daten bzw. die vom Server bereitgestellten
Dienstleistungen verfügbar bleiben, auch wenn einzelne Bereiche des Servers ausfallen. Die Spannweite der im Rahmen von Cloud- Computing angebotenen Dienstleistungen umfasst dabei das gesamte Spektrum der Informationstechnik und beinhaltet unter anderem Infrastruktur wie z.B. Rechenleistung, Speicherplatz,
Plattformen und Software.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Inspektion eines Objekts, insbesondere eines Bauwerks,
insbesondere zur Durchführung mit einer Anordnung wie vorliegend beschrieben. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- zerstörungsfreie Ermittlung eines Messwerts zu einer internen Struktur und/oder einem internen Zustand von, insbesondere unzugänglichen, Elementes des Objekts, insbesondere
Bauelementen des Bauwerks, durch eine mobilen Messeinheit,
- Erfassen einer Messposition, an welchem der Messwerts
ermittelt wird, und/oder eines Messzeitpunkts, zu welchem der Messwert ermittelt wird, mit einem Erfassungsmittel,
- insbesondere automatisches, Übermitteln des von der
Messeinheit ermittelten Messwerts zumindest zusammen mit der vom Erfassungsmittel erfassten Messposition als Datensatz über eine Datenschnittstelle an eine Basiseinheit,
- Speichern des Datensatzes in der Basiseinheit.
Die Messeinheit kann von einem Benutzer vor Ort bedient werden. Es ist jedoch auch denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Messeinheit fernsteuerbar ist und es keiner Bedienung durch einen Benutzer bedarf.
Die Vorteile dieses Verfahrens erschliessen sich unmittelbar aus der vorliegend beschriebenen Anordnung zur Inspektion eines Objekts, insbesondere eines Bauwerks.
Das Verfahren kann zudem die Schritte umfassen: - Übermitteln eines Datensatzes von der Basiseinheit an einen Server, insbesondere umfassend Messwerte zu einer internen Struktur und/oder einem internen Zustand von, insbesondere unzugänglichen, Bauelementen, vorzugsweise über ein
öffentliches oder proprietäres Netzwerk, wobei der Server wenigstens eine abgespeicherte Datenstruktur umfasst, welche dem zu inspizierenden Objekt zugeordnet ist,
- Ergänzen der Datenstruktur mit dem von der Basiseinheit übermittelten Datensatz,
- Bereitstellen, insbesondere in Echtzeit, der Datenstruktur, insbesondere auf dem Server, insbesondere als virtuell begehbares dreidimensionales Modell des zu inspizierenden Objekts, für einen berechtigten Benutzer und/oder einen Benutzer vor Ort.
Alternativ zur oben genannten Ausführungsform kann die
Datenstruktur auch auf der Basiseinheit oder einem Head-up- Display bereitgestellt werden.
Bei der zerstörungsfreien Ermittlung eines Messwerts zu einer internen Struktur und/oder einem internen Zustands des
Bauelements kommt bevorzugt wenigstens eines der oben bereits genannten Messverfahren zum Einsatz kommt. Ebenso kann das Verfahren das Positionieren eines als insbesondere mobile
Aufnahmeeinheit ausgebildeten Erfassungsmittels bei einer
Messposition umfassen, wobei die insbesondere mobile
Aufnahmeeinheit vor der Ermittlung des Messwerts derart
positioniert wird, dass die Ermittlung des Messwertes durch den Benutzer vor Ort durch die Aufnahmevorrichtung fotografisch und/oder filmisch aufnehmbar ist. Dabei wird von der
insbesondere mobilen Aufnahmeeinheit bevorzugt ein Blickfeld erfasst, welches wenigstens den Benutzer bei der Ermittlung des Messwerts und eine Umgebung der Messposition erfasst. Um Personen für die Verwendung der erfindungsgemässen Anordnung und/oder des erfindungsgemässen Verfahrens zu schulen, kann es vorteilhaft sein, dass diesen Personen der Server zugänglich gemacht wird. Die Berechtigung kann zeitlich und/oder auf bestimmte Rechte beschränkt werden. Beispielsweise kann sie auf einen Lesezugriff beschränkt werden, so dass diese Personen beispielsweise kein Recht zur Ergänzung und/oder Modifikation der vom Server gespeicherten Datenstruktur haben. Die Personen können aber berechtigt sein, Daten vom Server zu empfangen, um beispielsweise das zu inspizierende Objekt als virtuell
begehbares dreidimensionales Modell darzustellen.
Weitere Abwandlungen des Verfahrens erschliessen sich aus der vorliegend beschriebenen Anordnung zur Inspektion eines Objekts.
Die Erfindung wird anhand von Abbildungen exemplarischer
Ausführungsformen näher erläutert. Die Figuren zeigen
schematisch :
Fig. 1: ein Blockdiagramm einer erfindungsgemässen Anordnung umfassend einen Server;
Fig. 2: exemplarische Ausführungsformen einer Basiseinheit
sowie eines als Aufnahmeeinheit ausgebildeten
Erfassungsmittels und einer Messeinheit einer erfindungsgemässen Anordnung;
Fig. 3: Darstellung einer Messung durch einen Benutzer vor Ort; Fig. 4: verschiedene Ansichten, wie sie z.B. mit einer
Programmroutine aus einer dem Bauwerk zugeordneten
Datenstruktur oder aus einem virtuellen Modell erzeugbar sind;
Fig. 5: Blockdiagramm mit verschiedenen Ansichten, wie eine
ergänzte Datenstruktur als ergänztes virtuelles Modell nach der Durchführung einer Inspektion dargestellt werden kann;
Fig. 6: eine auf einem Bildschirm dargestellte visuelle
Wiedergabe mit Zeitstrahl.
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemässen
Anordnung 1 zur Inspektion eines als Bauwerk 2 ausgebildeten Objekts, welche einen Server 3 umfasst. In Fig. 1 sind die funktionellen Einheiten als separate Blöcke dargestellt, welche in konkreten Umsetzungen separat ausgeführt oder zum Teil in einem Gerät zusammengefasst sein können. Der Server 3 kann dabei als lokalisierte Servereinheit z.B. bei einem Anbieter der
Anordnung 1 ausgebildet sein. Der Server 3 kann ebenfalls als delokalisierter, Cloud-basierter Server 3 ausgeführt sein.
Der Server 3 umfasst eine Bibliothek von verschiedenen
Anwendungen 4, mit welchen auf dem Server 3 gespeicherte Daten oder Datenstrukturen z.B. analysiert, bearbeitet und/oder verwaltet werden können. Je nachdem können z.B. von berechtigten Benutzern 7 selbst Anwendungen 4 geschaffen werden, um z.B. eine individualisierte Datenbearbeitung zu ermöglichen. Dabei kann auf eine Programmbibliothek 5 des Servers 3 zugegriffen werden, welche z.B. standardisierte Programmroutinen für zwei- und/oder dreidimensionale Ausgabe von Daten, Text-Ausgabe und/oder andere Datenaufbereitung aufweisen.
Der Server 3 umfasst eine Datenbank 6, in welcher Daten abgelegt werden können. Die Daten werden bevorzugt in einer vorgegebenen oder dynamisch anpassbaren, vereinheitlichten Datenstruktur abgelegt, welche einen einheitlichen Zugriff auf
unterschiedlichste Arten von Daten ermöglicht. Insbesondere können beispielsweise Bilddateien, Tondateien sowie Datendateien oder einzelne Datenpunkte in der einheitlichen Datenstruktur zusammengefasst werden. Die Datenstruktur kann dabei z.B. einem inspizierten oder zu inspizierenden Bauwerk 2 zugeordnet sein. Auf diese Weise kann für jedes mit der Anordnung 1 inspizierte Bauwerk 2 eine umfassende Informationssammlung in einem einfach und vielseitig zugänglichen Datenformat bereitgestellt werden. Die Datenstruktur weist bevorzugt wenigstens Daten von
dreidimensionalen Bauplänen des zugeordneten Bauwerks 2 auf. Diese Daten können z.B. mit historischen Daten früherer
Inspektionen angereichert sein. Ebenso können z.B. die
verarbeiteten Baumaterialien der einzelnen Bauelemente abgelegt sein .
Selbstverständlich weist der Server 3 z.B. Recheneinheiten und Schnittstellen zum Datenaustausch auf, um die erforderlichen Funktionalitäten bereitzustellen. Der Server 3 ist zudem dazu ausgebildet bzw. die Programmbibliothek 5 umfasst entsprechende Programmroutinen, um die in der Datenbank abgelegten Daten bzw. die Datenstruktur in ein visuell darstellbares,
dreidimensionales virtuelles Modell 9 des Bauwerks 2 abzubilden. Die Umsetzung in die visuelle Darstellung kann z.B. durch eine Client-seitige Anwendung auf einem Personalcomputer des
berechtigten Benutzers 7 erfolgen. Ebenso kann die Umsetzung der visuellen Darstellung auch auf dem Server 3 erfolgen und als Bild- oder Filmdateien an den Computer des berechtigten
Benutzers übertragen werden.
Das virtuelle Modell 9 ist bevorzugt als begehbares und
interaktives virtuelles Modell 9 umgesetzt. Der berechtigte Benutzer 7 oder ein Benutzer vor Ort 10, der mit der Inspektion des Bauwerks 2 befasst ist, können somit das virtuelle Modell 9 "betreten". Der Benutzer kann dabei als reiner Beobachter im virtuellen Modell 9 vorhanden sein oder durch einen so genannten Avatar repräsentiert sein. Das Modell 9 kann hierzu Eingabemöglichkeiten aufweisen, über welche der berechtigte Benutzer 7 und/oder der Benutzer vor Ort 10 bzw. dessen
Avatar(e) mit dem Modell 9 interagieren können. Beispielsweise können ausgezeichnete Stellen am virtuellen Modell 9 als
aktivierbare Verweise (ähnlich den Verweisen - Hyperlinks - einer Internetseite) ausgeführt sein, welche auf weiterführende Daten verweisen. Dabei können z.B. Baudaten wie Art des
verwendeten Betons, geplante Anzahl von Bewehrungen im Beton oder historische Daten früherer Inspektionen durch Interaktion aufgerufen werden.
Bevorzugt können über das Modell 9 auch Daten eingegeben werden. Insbesondere können z.B. ausgezeichnete Stellen im Modell 9 durch den berechtigten Benutzer bzw. seinen Avatar markierbar sein, an welchen z.B. von dem Benutzer vor Ort 10 Messungen durchgeführt werden sollen. Die abgespeicherten Daten und/oder die Datenstruktur können bzw. kann somit durch Interaktion mit dem Modell 9 verändert, insbesondere ergänzt werden.
Weiterführende Möglichkeiten eines derartigen begehbaren
dreidimensionalen virtuellen Modells 9 des zu inspizierenden Bauwerks 2 erschliessen sich unmittelbar, insbesondere im
Zusammenhang mit einer Testanordnung 11, wie sie im Folgenden beschrieben ist.
Die Testanordnung 11 umfasst wenigstens eine Basiseinheit 12 sowie eine oder mehrere Messeinheiten 13. Neben der Messeinheit 13 kann die Testanordnung 11 ein Erfassungsmittel 14 zur
Erfassung einer Messposition und/oder eines Messzeitpunkts umfassen, an welcher eine Messung mit der Messeinheit 13
durchgeführt wird. Weiter kann eine Markierungseinheit 15 vorhanden sein, mit welcher die Messposition einer Messung am Bauwerk 2 markiert werden kann. Zudem kann eine Makro- Aufnahmeeinheit 16 vorhanden sein, welche eine visuelle Ma- kroaufnahme der Messposition mit ihrer unmittelbaren Umgebung erstellen kann. Bevorzugt erfolgt die Aufnahme kurz vor, während und/oder kurz nach der Messung mit der Messeinheit 13.
Das Erfassungsmittel 14 kann eine Aufnahmeeinheit umfassen, welche einen Abschnitt des Bauwerks 2, in welchem Messungen durchgeführt werden, zusammen mit dem Benutzer vor Ort 10 visuell erfassen kann. Eine derartige Aufnahmeeinheit kann auch, z.B. als weiteres Erfassungsmittel, als separate Aufnahmeeinheit 17 ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Erfassungsmittel 14 in die Messeinheit 13 integriert sein und ein
Triangulierungssystem umfassen, während die separate
Aufnahmeeinheit 17 zur zusätzlichen visuellen Erfassung der Messpositionen dient. Die Aufnahmeeinheit 17 ist z.B. anhand von Fig. 4 näher beschrieben.
Die Messeinheit 13, das Erfassungsmittel 14, die
Markierungseinheit 15, die Makroaufnahmeeinheit 16 sowie
allenfalls die separate Aufnahmeeinheit 17 sind zum
Datenaustausch bevorzugt über ein Netzwerk an die Basiseinheit 12 angebunden. Der Datenaustausch kann dabei automatisch und z.B. unmittelbar bei Änderungen der Datenstruktur erfolgen.
Selbstverständlich können Daten während der Inspektion auch in den einzelnen Einheiten 13 bis 17 gespeichert und erst zu einem späteren Zeitpunkt auf die Basiseinheit 12 übertragen werden. Das Netzwerk kann kabelgestützt oder kabellos ausgebildet sein, wobei jeweils ein proprietäres oder öffentliches Netzwerk zum Einsatz kommen kann.
Die Basiseinheit 12 ist über ein weiteres oder dasselbe Netzwerk an den Server 3 angebunden. Die Daten der Einheiten 13 bis 17 sind somit über die Basiseinheit 12 auf den Server 3
übertragbar. Der Server 3 ergänzt die dem Bauwerk 2 zugeordnete Datenstruktur mit den übermittelten Daten. Die Ergänzungen können z.B. in Echtzeit in die Datenstruktur übernommen werden. Ebenso kann das aus der Datenstruktur erzeugte virtuelle Modell 9 in Echtzeit mit den Ergänzungen versehen werden. Auf diese Weise kann ein Benutzer 7 oder 10 in Echtzeit z.B. über eine vorgenommene Messung informiert werden. Selbstverständlich können z.B. auch vom Server 3 über die Basseinheit 12 Daten z.B. an die Messeinheit 13 übertragen werden. Derartige Daten können z.B. eine von einem berechtigten Benutzer 7 erzeugte
Messanweisung umfassen, welche dem Benutzer vor Ort 10 auf einen Display der Basiseinheit 12 und/oder der Messeinheit 13
angezeigt werden.
Ein exemplarischer Ablauf ist wie folgt:
Der Benutzer vor Ort 10 führt infolge der Messanweisung die Messung durch, wobei er z.B. von der Aufnahmeeinheit 17 erfasst wird. Die so gewonnen Daten - wie z.B. Messwerte der Messeinheit 13, vom Erfassungsmittel 14 erfasste Messpositionen,
Übersichtsaufnahmen der Aufnahmeeinheit 17 mit dem Benutzer vor Ort 10 bei der Durchführung der Messung und/oder Makroaufnahmen der Makro-Aufnahmeeinheit 16 - können an den Server 3
übermittelt werden. Dieser ergänzt die Datenstruktur und erzeugt gegebenenfalls ein ergänztes virtuelles Modell 9. Der
berechtigte Benutzer 7 kann somit auf die ergänzten Daten zugreifen und diese z.B. auf Qualität und/oder Vollständigkeit prüfen .
Die Testanordnung 11 kann auch wenigstens eine
Überwachungseinheit 18 umfassen, welche z.B. fest am Bauwerk 2 angeordnet ist. Die Überwachungseinheit 18 ist an den Server 3 und/oder die Basiseinheit 12 angebunden. Die Überwachungseinheit 18 kann wie die Messeinheit 13 Messwerte von Bauelementen des Bauwerks 2 aufnehmen. Im Gegensatz zur Messeinheit 13 ist die Überwachungseinheit 18 jedoch in diesem Ausführungsbeispiel als stationäre Einheit zur laufenden Übermittelung von Messwerten ausgebildet .
Figur 2 zeigt exemplarische Ausführungsformen der Basiseinheit 12 sowie eines als separate Aufnahmeeinheit 17 ausgebildeten Erfassungsmittels und einer Messeinheit 13. Die Messeinheit 13 wird im Folgenden exemplarisch anhand eines Bewehrungsprüfgeräts basierend auf einer Wirbelstromtechnologie beschrieben.
Die Basiseinheit 12 weist einen Bildschirm 20 auf, welcher vorliegend berührungsempfindlich zur Eingabe von Daten
ausgebildet ist. Die Basiseinheit 12 weist ein Schutzgehäuse 21 mit einem Deckel 22 auf, mit welchem der Bildschirm 20 geschützt werden kann. Am Schutzgehäuse 21 können zudem Mittel 23 zur Positionierung der Basiseinheit 12 in einer gewünschten Lage ausgebildet sein. Die Basiseinheit 12 kann im Wesentlichen wie ein robuster Laptop- oder Tablet-Computer ausgebildet sein, wie er auch für den Einsatz im Feld zur Anwendung kommt. Die
Basiseinheit 12 kann zudem ein Tastenfeld 24 aufweisen, mit welchem Eingaben gemacht werden können.
Die Messeinheit 13 weist eine hier nicht erkennbare
Messvorrichtung auf, welche zur Durchführung der jeweils zur Anwendung kommenden Messmethode ausgebildet sind. Vorliegend sind dies exemplarisch Spulen zur Durchführung einer
Wirbelstrom-basierten Bewehrungsprüfung in z.B. Stahlbeton. Die Messeinheit 13 umfasst einen ebenfalls berührungsempfindlichen Bildschirm 26 zur Darstellung und Eingabe von Daten.
Ferner enthält die Messeinheit 13 vier Räder 25, welche während der Messung auf einer Oberfläche des inspizierten Objekts entlang gerollt werden können. Eines der Räder 25 enthält einen hier nicht erkennbaren Magneten, dessen Bewegung induktiv festgestellt werden kann. Auf diese Weise kann besonders präzise die Trajektorie bestimmt werden, entlang welcher die Messeinheit 13 über die Oberfläche des Objekts geführt wird.
Die Aufnahmeeinheit 17 weist eine Kamera 27 auf, welche ein vergleichsweise grosses Blickfeld aufweist, sodass ein Bereich des Bauwerks 2 in einer Übersichtsansicht 35 erfassbar ist
(siehe z.B. Fig. 4) . Erforderlichenfalls kann die Kamera 27 ein Weitwinkelobjektiv oder ein Fischauge umfassen. Die Kamera 27 kann auch als Panoramakamera ausgebildet sein.
In Figur 3 ist schematisch dargestellt, wie ein Benutzer vor Ort 10 eine Messung vornehmen kann. Mit Hilfe einer mobilen
Messeinheit 13 kann er einen Messwert des Objekts 2 bestimmen. Dieser Messwert wird durch einen Defekt 42 beeinflusst und kann somit einen Aufschluss über das Vorliegen des Defekts 42 geben. Die Messeinheit 13 ist über eine Schnittstelle zum
Datenaustausch mit einer Basiseinheit 12 verbunden, in welcher von der Messeinheit 13 übermittelte Datensätze speicherbar sind. Die Basiseinheit 12 weist ferner eine Schnittstelle zum
Datenaustausch mit einem proprietären oder öffentlichen
Netzwerk 3 auf. Alternativ kann die Schnittstelle der
Basiseinheit 12 auch zum direkten Datenaustausch mit einem
Server ausgebildet sein. An der Messeinheit 13 ist eine Makro- Aufnahmeeinheit in Form einer Kamera 16 angeordnet, mit deren Hilfe die genaue Messposition festgehalten werden kann. Eine weitere, am Helm des Benutzers vor Ort 10 angeordnete Kamera 44 erfasst im Wesentlichen das Blickfeld des Benutzers vor Ort 10. Das Blickfeld einer weiteren Kamera 17 erfasst den Benutzer vor Ort 10 während der Messung. Am Objekt 2 ist eine
Überwachungseinheit 18 befestigt, die beispielsweise als Feuchtigkeitssensor oder als Temperatursensor ausgebildet sein kann. Auch die Überwachungseinheit 18 weist eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit dem Netzwerk 3 auf.
Figur 4 zeigt eine Ansicht 30, wie sie z.B. mit einer
Programmroutine der Programmbibliothek 5 aus der dem Bauwerk 2 zugeordneten Datenstruktur oder aus dem virtuellen Modell 9 erzeugbar ist. Die Ansicht 30 zeigt eine zweidimensionale
Draufsicht auf einen Abschnitt des Bauwerks 2. In der Ansicht 30 sind eine gewünschte Position sowie eine gewünschte
Blickrichtung und Blickwinkel 31 der Aufnahmeeinheit 17
angezeigt. Zudem sind an verschiedenen Bauelementen 8 des
Bauwerks 2 im Blickfeld der Aufnahmeeinheit 17 Messpositionen 32 markiert. Die Ansicht 30 kann somit als Messanweisung für den Benutzer vor Ort 10 angesehen werden. Selbstverständlich kann Ansicht 30 auch eine Situation dieses Bereichs nach erfolgter Messung zeigen, wobei die markierten Messpositionen 32 in diesem Fall z.B. als aktivierbare Verweise ausgebildet sein können, über welche z.B. auf die Messwerte der Messungen zugegriffen werden kann.
Ansicht 35 der Fig. 4 zeigt das Blickfeld der Aufnahmeeinheit 17 mit den eingeblendeten Messpositionen 32 der Bauelemente 8. Die Ansicht 35 kann dabei z.B. als dreidimensionale Ansicht des bereits ergänzten virtuellen Modells 9 verstanden werden. Ebenso kann die Ansicht 35 als dreidimensionale Ansicht einer
Messanweisung an den Benutzer vor Ort 10 angesehen werden, welche z.B. auf der Basiseinheit 12 oder der Messeinheit 13 dargestellt werden kann. Der Benutzer vor Ort 10 wird in diesem Fall darüber informiert, wo er die Messungen durchzuführen hat. Eine Farbe der markierten Messpositionen 32 kann dabei z.B. die gewünschte Art der Messung anzeigen. Ansicht 36 zeigt eine Makroaufnähme der unmittelbaren Umgebung einer der Messpositionen 32, wie sie von der Makro-Aufnahmeein- heit 16 aufgenommen wird. Die Makroaufnähme kann z.B. durch Mausklick oder andere Interaktion mit der entsprechenden
Messposition 32 im virtuellen Modell 9 aufgerufen werden.
Ansicht 37 zeigt eine visuelle Darstellung von ermittelten
Messwerten. Die Messeinheit 13 hat durch eine oder mehrere
Messungen z.B. die Lagen sowie einen Zustand von Bewehrungen 38 im Bauelement 8 ermittelt. Durch die Basiseinheit 12 oder den Server 3 wurden die Messwerte in eine visuelle Darstellung der Rohdaten verarbeitet. Die visuelle Darstellung kann z.B. durch Mausklick oder andere Interaktion auf die entsprechende
Messposition 32 im virtuellen Modell 9 aufgerufen werden.
Ansicht 39 zeigt detaillierte Informationen zu einem Ausschnitt der Ansicht 37. Die dargestellten Informationen können z.B.
zusätzliche Informationen aus einer Bibliothek zu den
verwendeten Baumaterialien umfassen oder z.B. aus den Messwerten der Messeinheit 13 rechnerisch erzeugt worden sein.
Ansicht 40 zeigt schliesslich eine überlagerte Ansicht gemäss Ansichten 36, 37 und 39, wie sie im virtuellen Modell 9
dargestellt werden kann. Zusätzlich können die z.B. vom
Erfassungsmittel 14 ermittelten genauen Ortskoordinaten der Messposition eingeblendet sein (X, Y, Z) .
Figur 5 zeigt schematische Ansichten, wie das ergänzte virtuelle Modell 9 nach der Durchführung einer Inspektion durch den
Benutzer vor Ort 10 dargestellt werden kann. Die ermittelten Messwerte sowie weitere Daten wurden in das ergänzte Modell 9 aufgenommen (Pfeil) . Auf dem Server 3 kann von berechtigten Benutzern 7 eine dreidimensionale Darstellung 35' des ergänzten Modells 9 abgerufen werden. Die berechtigten Benutzer 7 können dabei z.B. ein Service-Fachmann 7a, ein Inhaber 7b des Bauwerks 2 oder ein Mitarbeiter 7c der Inspektionsfirma sein.
Die Ansicht 35', welche dem Blickfeld der Aufnahmeeinheit 17 der Ansicht 35 entspricht, zeigt den Benutzer vor Ort 10 bei der Durchführung der Messung. Die Messposition 32 ist markiert und kann als interaktiver Verweis 41 ausgebildet sein. Über den Verweis 41 kann eine Vielzahl von damit verknüpften
Informationen abrufbar sein. Beispielsweise kann die Ansicht 36 der Makro-Aufnahmeeinheit 16 abgerufen werden. Ebenso kann die zusammengesetzte Ansicht 40 aufgerufen werden.
Selbstverständlich kann die Messposition 32 der Ansicht 35' z.B. direkt als zusammengesetzte Ansicht 40 dargestellt sein.
Sämtliche Ansichten können selbstverständlich mit Textfeldern 40' ergänzt sein, in welchen z.B. Details zur Messung wie
Zeitpunkt oder Art der Messung angezeigt werden können. Ebenso kann das Ergebnis einer Analyse der Messwerte angezeigt werden wie z.B. "Korrosion 10%". Selbstverständlich können auch die ergänzten Daten wie z.B. der Blickwinkel 31 der Aufnahmeeinheit 17 der Ansicht 35 und/oder die zweidimensionale Darstellung gemäss der Ansicht 30 aus dem Modell 9 entnommen werden. Ebenso kann auf weitere Daten der Datenstruktur zugegriffen werden, welche z.B. Aufschluss über die zu erfüllenden Normen des
Bauelements 8 geben oder frühere Inspektionsdaten betreffen.
In Figur 6 ist eine auf einem Bildschirm dargestellte visuelle Wiedergabe dargestellt, die einen Zeitstrahl 45 enthält. Entlang des Zeitstrahls 45 ist die Historie einer Vielzahl von Messungen dargestellt. Die einzelnen Messungen sind markiert und als
Verweise ausgebildet, sodass bei entsprechender Aktion des
Benutzers die gewünschten Informationen zu einem internen Zustand und/oder einer internen Struktur abgerufen werden können, so wie dies in Figur 6 beispielhaft für eine am gleichen Tag erfolgte Wirbelstrommessung dargestellt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung (1) zur Inspektion eines Objekts (2), insbesondere eines Bauwerks (2), umfassend
- eine mobile Messeinheit (13) zur Ermittlung eines dem Objekt (2) zugeordneten Messwerts, insbesondere durch einen Benutzer vor Ort (10), wobei die Messeinheit (13) eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit weiteren
Einheiten (12, 14 - 17) der Anordnung (1), insbesondere einer Basiseinheit (3; 12), aufweist,
- eine, insbesondere mobile, Basiseinheit (3; 12), in welcher von der Messeinheit (13) übermittelte Datensätze speicherbar und bevorzugt visuell darstellbar sind und welche eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit weiteren Einheiten (13-17) der Anordnung (1),
insbesondere wenigstens der mobilen Messeinheit (13), und vorzugsweise einem proprietären oder öffentlichen Netzwerk, aufweist,
- ein Erfassungsmittel (14) zum Erfassen einer Messposi¬ tion (32), an welcher der Messwert ermittelt wird, und/oder zum Erfassen eines Messzeitpunkts, zu welchem der Messwert ermittelt wird,
wobei ein von der Messeinheit (13) ermittelter Messwert zumindest zusammen mit einer/m vom Erfassungsmittel (14) erfassten Messposition und/oder Messzeitpunkt, vorzugsweise automatisch, als Datensatz an die Basiseinheit (3; 12) übermittelbar ist, und wobei die mobile Messeinheit (13) zur zerstörungsfreien Ermittlung von Messwerten zu einer internen Struktur und/oder einem internen Zustand von, insbesondere unzugänglichen, Elementen (8) des Objekts (2), insbesondere Bauelementen (8) des Bauwerks (2), ausgebildet ist.
2. Anordnung (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (14) eine insbesondere mobile
Aufnahmeeinheit (17) umfasst, welche derart ausgebildet und vor der Ermittlung des Messwerts bei einer Messposition (32) positionierbar ist, dass die Ermittlung des Messwertes, insbesondere durch den Benutzer vor Ort, mittels der mobilen Messeinheit (13) durch die Aufnahmevorrichtung (17)
fotografisch und/oder filmisch aufnehmbar ist.
3. Anordnung (1) gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (17) einen Zwischenspeicher umfasst, welcher Aufnahmen nur während eines vordefinierten begrenzten Zeitraums speichert.
4. Anordnung (1) gemäss einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch
gekennzeichnet, dass mit der insbesondere mobilen
Aufnahmeeinheit (17) zumindest ein Blickfeld erfassbar ist, welches wenigstens die mobile Messeinheit (13) und/oder den Benutzer vor Ort (10) bei der Ermittlung des Messwerts und eine Umgebung der Messposition (32) erfasst.
5. Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Triangulierungssystem umfasst .
6. Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1), insbesondere die mobile Messeinheit (13), ein Wegaufnahmesystem umfasst, welches insbesondere in die Messeinheit (13) integriert ist.
7. Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Markierungseinheit (15) vorhanden ist, mit welcher die Messposition am Objekt (2) markierbar ist, wobei vorzugsweise die Markierungseinheit (15) in die Messeinheit (13) integriert ist, sodass die
Messposition (32) bei der Ermittlung des Messwerts markierbar ist .
8. Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Makro-Aufnahmeeinheit (16) vorhanden ist, mit welcher eine unmittelbare Umgebung der Messposition (32) fotografisch und/oder filmisch aufnehmbar ist, wobei vorzugsweise die Makro-Aufnahmeeinheit (16) in die Messeinheit (13) integriert ist, sodass die unmittelbare Umgebung der Messposition (32) bei der Ermittlung des
Messwerts aufnehmbar ist.
9. Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) ein
Trägheitsnavigationssystem umfasst, welches insbesondere in die Makro-Aufnahmeeinheit (16) oder in die Aufnahmeeinheit (17) integriert ist.
10. Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Aufzeichnungsgerät enthält, welche zumindest einen Beschleunigungswert und/oder einen Feuchtigkeitswert und/oder einen Temperaturwert
und/oder einen spezifischen Strahlungswert vorzugsweise zusammen mit dem Messzeitpunkt und/oder der Messposition erfasst, wenn zumindest ein vordefinierter Schwellenwert eines dieser Werte überschritten wurde.
11. Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle der
Basiseinheit (12) zur Anbindung an ein öffentliches oder proprietäres externes Netzwerk ausgebildet ist und die
Anordnung (1) einen Server (3) umfasst, an welchen die
Basiseinheit (12) zum Datenaustausch über das öffentliche oder proprietäre Netzwerk angebunden oder anbindbar ist, wobei der Server (3) für einen berechtigten Benutzer (7) über ein, bevorzugt öffentliches, Netzwerk zugänglich ist.
12. Anordnung (1) gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Server (3) wenigstens eine abgespeicherte
Datenstruktur umfasst, welche dem zu inspizierenden Objekt
(2) zugeordnet ist, wobei der Server (3) dazu ausgebildet ist, die Datenstruktur mit von der Basiseinheit (12)
übermittelten Daten zu ergänzen und dem berechtigten Benutzer
(7), insbesondere als virtuell begehbares dreidimensionales Modell (9) des zu inspizierenden Objekts (2), insbesondere in Echtzeit, bereitzustellen.
13. Anordnung (1) gemäss einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Server (2) eine Bibliothek (5) von Programmen umfasst, mit welchen durch den berechtigten
Benutzer (7) gezielt ausgewählte Datensätze der Datenstruktur aufbereitbar und/oder abrufbar sind.
14. Anordnung (1) gemäss einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass von dem berechtigten Benutzer (7) über den Server (3) eine Anweisung übermittelbar ist, vorzugsweise in Echtzeit, wobei die Anweisung insbesondere eine
Messanweisung oder eine Anweisung zur Ermittlung mindestens eines Zusatzmesswertes oder eine Aufnahmeanweisung ist.
15. Anordnung (1) gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anweisung Angaben dazu enthält, an welcher Messposition die Messung oder Aufnahme erfolgen soll.
16. Anordnung (1) gemäss Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1), insbesondere die mobile Messeinheit (13) oder die Makro-Aufnahmeeinheit (16), derart programmiert ist, dass die Messung oder die Aufnahme automatisch dann erfolgt, wenn die vorgegebene Messposition erreicht ist.
17. Anordnung (1) gemäss einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Server (3) als dynamisch an einen Bedarf anpassbare informationstechnische Infrastruktur, insbesondere als Cloud-basierter Server (3) , bereitgestellt ist .
18. Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Messeinheit (13) zur Durchführung wenigstens einer oder mehrerer der folgenden Messungen ausgebildet ist:
- Ultraschallmessung,
- Radiographie,
- Wirbelstrommessung,
- elektrische Widerstandsmessung,
- Potentialfeldmessung,
- Rückprallmessung,
- akustische Resonanzanalyse,
- induktive Bewehrungsortung,
- kapazitive Bewehrungsortung,
- Bodenradar,
- Dehnungsmessstreifen-Prüfung,
- Dichtheitsprüfung,
- Durchstrahlungsprüfung,
- Eindringprüfung, - resistive Feuchtemessung,
- Impakt-Echo-Verfahren,
- Infrarotthermografie,
- Leitfähigkeitsprüfung,
- magnetinduktive Methode,
- Magnetpulverprüfung,
- Potentialfeldmessung,
- Rückprallhammerverfahren,
- Schallemissionsanalyse,
- Shearografie,
- Streufeldmessung,
- Ultraschallprüfung,
- Vibrationsprüfung/ Schwingungsanalyse,
- Wirbelstromprüfung,
- Zeitbereichsreflektometrie,
- laserinduzierte Plasma-Spektroskopie,
- Metallhärtemessung,
- Magnetic Resonance Imaging,
- Röntgenfluoreszenzmessung,
- Mikro-Widerstand-Verfahren,
- Beta-Rückstreumethode,
- coulometrische Messung,
- lineares Polarisationsverfahren.
Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur wiederholten Ermittlung eines Messwerts an einer ausgewählten Messposition (32) eine temporär oder dauerhaft am Objekt (2) angebrachte
Überwachungseinheit (18) vorhanden ist, welche eine
Schnittstelle zum Datenaustausch mit weiteren Einheiten (3, 12 - 17) der Anordnung (1), insbesondere der Basiseinheit (12) und/oder dem Server (3), aufweist.
Anordnung (1) gemäss Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinheit (18) zur Durchführung wenigstens einer oder mehrerer der folgenden Messungen ausgebildet ist:
- Ultraschallmessung,
- Radiographie,
- Wirbelstrommessung,
- elektrische Widerstandsmessung,
- Potentialfeldmessung,
- Rückprallmessung,
- akustische Resonanzanalyse,
- induktive Bewehrungsortung,
- kapazitive Bewehrungsortung,
- Bodenradar,
- Dehnungsmessstreifen-Prüfung,
- Dichtheitsprüfung,
- Durchstrahlungsprüfung,
- Eindringprüfung,
- resistive Feuchtemessung,
- Impakt-Echo-Verfahren,
- Infrarotthermografie,
- Leitfähigkeitsprüfung,
- magnetinduktive Methode,
- Magnetpulverprüfung,
- Potentialfeldmessung,
- Rückprallhammerverfahren,
- Schallemissionsanalyse,
- Shearografie,
- Streufeldmessung,
- Ultraschallprüfung, - Vibrationsprüfung/ Schwingungsanalyse,
- Wirbelstromprüfung,
- Zeitbereichsreflektometrie,
- laserinduzierte Plasma-Spektroskopie,
- Metallhärtemessung,
- Magnetic Resonance Imaging,
- Röntgenfluoreszenzmessung,
- Mikro-Widerstand-Verfahren,
- Beta-Rückstreumethode,
- coulometrische Messung,
- lineares Polarisationsverfahren.
- Feuchtigkeitsmessung,
- Temperaturmessung,
- Strahlungsmessung (beispielsweise Messung
elektromagnetischer und/oder radioaktiver Strahlung),
- Beschleunigungsmessung,
- lineare Wegaufnahmemessung,
- Rotationsmessung,
- Messung im Objekt enthaltener optischer Fasern.
21. Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Datensatz, der an die
Basiseinheit (3; 12) übermittelbar und dort speicherbar ist, weiterhin mindestens einen Zusatzmesswert enthält, wie beispielsweise einen Dehnungswert und/oder einen
Feuchtigkeitswert und/oder einen Temperaturwert und/oder einen spezifischen Strahlungswert und/oder einen
Beschleunigungswert und/oder einen mit einer der Messungen gemäss Anspruch 20 gemessenen Messwert.
22. Verfahren zur Inspektion eines Objekts (2), insbesondere
eines Bauwerks (2), insbesondere zur Durchführung mit einer Anordnung (1) gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend die Schritte:
- zerstörungsfreie Ermittlung eines Messwerts zu einer internen Struktur und/oder einem internen Zustand von, insbesondere unzugänglichen, Bauelementen (8) des
Objekts (2) durch eine mobile Messeinheit (13), wobei insbesondere die Messeinheit (13) von einem Benutzer bedient wird,
- Erfassen einer Messposition (32), an welchem der
Messwert ermittelt wird, und/oder eines Messzeitpunkts, zu welchem der Messwert ermittelt wird, mit einem
Erfassungsmittel (14),
- insbesondere automatisches, Übermitteln des von der
Messeinheit (13) ermittelten Messwerts zumindest zusammen mit der/m vom Erfassungsmittel (14) erfassten Messposition und/oder Messposition als Datensatz über eine Datenschnittstelle an eine Basiseinheit (3; 12),
- Speichern des Datensatzes in der Basiseinheit (3; 12) .
Verfahren gemäss Anspruch 22, gekennzeichnet durch die
Schritte :
- Übermitteln eines Datensatzes von der Basiseinheit (12) an einen Server (3) , insbesondere umfassend Messwerte zu einer internen Struktur und/oder einem internen Zustand von, insbesondere unzugänglichen, Bauelementen (8), vorzugsweise über ein öffentliches oder proprietäres Netzwerk, wobei der Server (3) wenigstens eine
abgespeicherte Datenstruktur umfasst, welche dem zu inspizierenden Objekt (2) zugeordnet ist,
- Ergänzen der Datenstruktur mit dem von der Basiseinheit (12) übermittelten Datensatz,
- Bereitstellen, insbesondere in Echtzeit, der
Datenstruktur, insbesondere auf dem Server (3) , insbesondere als virtuell begehbares dreidimensionales Modell (9) des zu inspizierenden Objekts (2), für einen berechtigten Benutzer (7) und/oder einen Benutzer vor Ort .
Verfahren gemäss Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass von einem berechtigten Benutzer (7) über den Server (3) eine Anweisung übermittelt wird, vorzugsweise in Echtzeit, wobei die Anweisung insbesondere eine Messanweisung oder eine Anweisung zur Ermittlung mindestens eines Zusatzmesswertes oder eine Aufnahmeanweisung ist.
Verfahren gemäss einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Messwertes mittels der mobilen Messeinheit (13) fotografisch und/oder filmisch aufgenommen wird, insbesondere durch eine Aufnahmeeinheit (17) .
Verfahren gemäss einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blickfeld erfasst wird, welches wenigstens die mobile Messeinheit (13) und/oder den Benutzer vor Ort (10) bei der Ermittlung des Messwerts und eine
Umgebung der Messposition (32) erfasst, wobei die Erfassung insbesondere mit der Aufnahmeeinheit (17) erfolgt.
Verfahren gemäss Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Blickfeldes nur während eines
vordefinierten begrenzten Zeitraums gespeichert wird.
Verfahren gemäss einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Messposition am Objekt (2) markiert wird, insbesondere mit einer Markierungseinheit (15) .
29. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine unmittelbare Umgebung der
Messposition (32) fotografisch und/oder filmisch aufgenommen wird, insbesondere mittels einer Makro-Aufnahmeeinheit (16).
30. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Messung oder eine Aufnahme
automatisch dann erfolgt, wenn eine vorgegebene Messposition erreicht ist.
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