WO2020156890A1 - Verfahren zur überwachung einer baustelle - Google Patents

Verfahren zur überwachung einer baustelle Download PDF

Info

Publication number
WO2020156890A1
WO2020156890A1 PCT/EP2020/051419 EP2020051419W WO2020156890A1 WO 2020156890 A1 WO2020156890 A1 WO 2020156890A1 EP 2020051419 W EP2020051419 W EP 2020051419W WO 2020156890 A1 WO2020156890 A1 WO 2020156890A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
data
construction site
augmented reality
representation
sensor
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/051419
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Philipp USCHAREWITZ
Original Assignee
Holo-Light Gmbh
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 Holo-Light Gmbh filed Critical Holo-Light Gmbh
Publication of WO2020156890A1 publication Critical patent/WO2020156890A1/de

Links

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
    • G06Q10/063—Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • 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
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/08—Construction

Definitions

  • the present invention relates to a method for monitoring and / or coordinating a construction site.
  • the invention also relates to an arrangement for monitoring and / or coordinating a construction site.
  • the object of the present invention is to improve the coordination and monitoring on a construction site.
  • This object is achieved by a method for monitoring and / or coordinating a construction site, at least one sensor determining ambient data on the construction site, an actual state on the construction site and / or a person using a device for visualizing augmented reality The target state will be communicated.
  • the device for visualizing augmented reality is a device for representing a “mixed reality” or “augmented reality”. This is generally understood to mean the computer-assisted expansion of a user's perception of reality, in particular the computer-assisted expansion of the user's visual reality perception. For example, pictures or videos are supplemented with additional information that was not available in reality.
  • a device for representing augmented reality which shows the user additional information about the actual state on the construction site and / or about the desired state of the construction site by means of a suitable visualization or projection surface directly into the field of vision .
  • the user can see the additional information directly in his field of vision, in particular without having to look at a screen or the like.
  • This information is preferably displayed in such a way that the real environment of the user is appropriately overlaid with the additional information, i.e. that in the user's perception those parts of his real environment, for which additional information is displayed, are superimposed with this additional information.
  • the information about the actual state includes, for example, text, images and / or 3D models that are assigned to existing objects in reality and specify them in more detail and / or assign properties to these objects. Furthermore, the information about the actual state can also include information about objects hidden for the user, for example about the course of pipes and / or lines, in particular electrical lines or water lines.
  • the information about the current state includes safety zones, paths, in particular paths that are to be used by a construction vehicle, property boundaries, soil moisture and / or construction data.
  • the information about the current state includes construction data and / or 3D models of existing buildings, roads and / or other structures.
  • the information about the target state includes, for example, text, images and / or 3D models that are assigned to objects that do not yet exist in reality or at least are not yet in the appropriate place.
  • the information about the target state comprises at least one marking for an unloading point of goods, machines and / or building material, and / or details about how a terrain is to be redesigned.
  • the information about the target state can include plans, in particular 3D models of buildings, roads and / or other structures to be erected.
  • the user of the device for displaying augmented reality ie the person mentioned above, is informed of the actual state and / or the desired state by the display of this information, in particular by the visual display of this information.
  • the device for visualizing augmented reality represents at least one representation of the actual state and / or the desired state of at least part of the construction site in such a way that the at least one representation is viewed with the at least one part from a predetermined work area superimposed on the construction site to which the representation belongs.
  • the information about the actual state and / or the target state is shown exactly at the point at which the corresponding object is also in reality.
  • the person who is in the work area is provided with the information about the actual state at the construction site and / or information about the target state by means of the device for visualizing augmented reality.
  • the representation is a concrete way of presenting the information about the current state and / or the target state. As already mentioned above, this can be done, for example, using text, images and / or 3D models.
  • the representation ie the concrete representation of this information, is determined as a function of the position and / or the orientation of the device for visualization on the construction site, in particular on the basis of the environmental data determined by the sensor. This ensures that the information about the actual state and / or the target state is easy to assign or identify for the user, that is to say for the person mentioned above.
  • planning data in particular of the construction site.
  • the planning data include, for example, information about buildings to be erected or modified, streets and / or other structures.
  • the planning data can also include information about necessary changes to the terrain of the construction site, for example information about earth masses to be excavated or to be filled up.
  • the planning data also include information about existing buildings, parts of buildings, streets and / or other structures, for example about existing pipes, water pipes and / or power lines.
  • the planning data can come from building data modeling (BIM data).
  • BIM data building data modeling
  • building data modeling describes a process for the optimized planning, construction and management of buildings and other structures, with all relevant building data being digitally recorded, combined and modeled. Accordingly, comprehensive information about the actual state and / or the target state is then available for the device for visualizing augmented reality.
  • At least the environmental data determined by means of the sensor and / or the planning data are used to determine the actual state, the target state and / or the representation.
  • the environmental data are compared with the planning data in order to determine the actual state, the target state and / or the representation.
  • the environmental data and the planning data are used to calculate based on the actual environmental conditions and, based on the information available from the planning data, ascertain further information about the actual state, the target state and / or the representation, that is to say a specific representation of the current state and / or the target state.
  • the augmented reality visualization device may include the sensor.
  • the device for visualizing augmented reality can comprise augmented reality glasses and / or a head-up display, which is integrated, for example, in a construction machine.
  • the device for visualizing augmented reality is integrated into an essentially transparent pane, for example a front pane of a construction machine.
  • Augmented reality glasses offer the advantage that the user can use them across the entire construction site.
  • the user can be shown the information about the desired state and / or about the actual state directly in his field of vision. This information is preferably displayed in such a way that the real environment of the user is appropriately overlaid with the additional information.
  • the user presents a representation of a 3D model, a digital terrain model, machine data, BIM data or the like as being overlaid with his real environment.
  • the user thus gets the impression that the model or data is part of his environment would be.
  • a fixed integration of the device for visualizing augmented reality into a construction machine offers the advantage that the device can be adapted specifically for this construction machine.
  • the user can be shown the information about the target state and / or about the actual state directly in his field of vision. This information is preferably displayed in such a way that the real environment of the user is appropriately overlaid with the additional information.
  • Another aspect of the invention provides that by means of the at least one sensor, environmental data from a machine located on the construction site, persons located on the construction site, materials located on the construction site, the Terrain on the construction site and / or the position and / or orientation of the device for visualizing augmented reality relative to this (people, materials, terrain) can be determined.
  • the environmental data includes information, for example coordinates, about machines located on the construction site, persons located on the construction site, materials located on the construction site and / or about the nature of the site's construction site.
  • the environmental data can e.g. be determined by means of motion sensors, distance meters, altimeters or the like.
  • the data of the at least one sensor are linked to position determination data, in particular GPS data and / or navigation data, for the exact localization of the sensor.
  • the position determination data are used to determine the actual state, the target state and / or the representation.
  • the representation ie the specific representation of the actual state and / or the target state, naturally depends on the exact location at which the person or the device for visualizing augmented reality is located. Accordingly, the position determination data can help to improve the representation of the current state and / or the target state and thus the conveyance of the information about the current state and / or the target state to the person.
  • the sensors in particular the sensor, can be arranged on machines, for example self-propelled or controlled machines, drones, gloves, fixed devices on the construction site, people, etc.
  • the position of the sensor relative to the device for visualizing augmented reality is known, in particular fixed.
  • the planning data are stored on a data memory.
  • the data memory can be integrated in the device for visualizing augmented reality.
  • the data storage device can be formed separately from the device for visualizing augmented reality.
  • the Data storage Part of a server several servers (cloud), a computer, a laptop, a smartphone, a tablet and / or another smart device.
  • the data memory is connected to the device for visualizing augmented reality in a signal-transmitting manner.
  • the data storage device is connected wirelessly to the device for visualizing augmented reality, for example via WLAN, Bluetooth, radio and / or mobile radio.
  • Another aspect of the invention provides that the target state, the actual state and / or the at least one representation are determined by the device for visualizing augmented reality and / or by an external computing device which is related to the device for visualizing augmented reality is connected to transmit signals.
  • the computing device is formed by a server, a plurality of servers or computers (ie a cloud), at least one computer, at least one laptop, at least one smartphone, at least one tablet and / or at least one other smart device. Accordingly, the computing power of the external computing device can be used, which is particularly advantageous in complex computing operations, for example when rendering 3D models.
  • the target state, the current state and / or the at least one representation are wirelessly transmitted from the computing device to the device for visualizing augmented reality, for example via WLAN, Bluetooth, radio and / or mobile radio.
  • the object is also achieved according to the invention by an arrangement for monitoring and / or coordinating a construction site.
  • the arrangement comprises a device for the visualization of augmented reality, with which an actual state on the construction site and / or a target state can be conveyed.
  • the arrangement further comprises at least one sensor for measuring environmental data on the construction site.
  • the senor is designed to determine, in particular to measure, environmental data.
  • the arrangement is designed to carry out the method described above for monitoring and / or coordinating a construction site.
  • the arrangement comprises a memory with planning data, for example planning data of the construction site.
  • planning data comes from building data modeling.
  • the memory with planning data includes building data modeling (BIM data).
  • the planning data include, for example, information about buildings to be erected or modified, streets and / or other structures.
  • the planning data can also include information about necessary changes to the terrain of the construction site, for example information about earth masses to be excavated or to be filled up.
  • the planning data also include information about existing buildings, roads and / or other structures, for example about existing pipes, water pipes and / or power lines.
  • building data modeling describes a process for the optimized planning, construction and management of buildings and other structures, with all relevant building data being digitally recorded, combined and modeled. Accordingly, comprehensive information about the actual state and / or the target state is available for the arrangement, in particular for the device for visualizing augmented reality.
  • the device for visualizing augmented reality is designed to display at least one representation of the current state and / or the target state of at least part of the construction site in such a way that the at least one representation is viewed from a predetermined work area overlaid on at least a part of the construction site to which the representation belongs.
  • the information about the actual state and / or the target state is shown exactly at the point at which the corresponding object is also in reality.
  • the person who is in the work area is provided with information about the actual state at the construction site and / or information about the target state by means of the device for visualizing augmented reality.
  • the arrangement has a control unit, the control unit being designed to determine the actual state, the target state and / or the representation based on the environmental data determined by means of the sensor and / or on the basis of the planning data .
  • the control unit is designed to compare the environmental data with the planning data in order to determine the actual state, the target state and / or the representation.
  • the environmental data and the planning data are used by the control unit to obtain further information about the actual state, the target state and / or the representation, i.e. a, based on the actual environmental conditions and on the basis of the information available from the planning data to determine the specific representation of the current state and / or the target state.
  • a further aspect of the invention provides that the device for visualizing augmented reality comprises the control device and / or that the arrangement comprises a computing device external to the device for visualizing augmented reality, the computing device comprising the controller.
  • control device can be integrated directly into the device for visualizing augmented reality.
  • no further computing devices are necessary, since in this case the device carries out all the necessary computing operations itself.
  • the arrangement can comprise the external computing device, the external computing device being designed to carry out at least some of the necessary calculations.
  • the external computing device is formed by a server, a plurality of servers or computers (ie a cloud), at least one computer, at least one laptop, at least one smartphone, at least one tablet and / or at least one other smart device. Accordingly, the computing power of the external computing device can be used, which is particularly advantageous in complex computing operations, for example when rendering 3D models.
  • the senor is designed to record ambient data relating to a machine located at the construction site, persons located on the construction site, materials located on the construction site, the terrain on the construction site and / or the position and / or orientation of the device for visualizing augmented reality relative to this (People, materials, terrain).
  • the environmental data includes information, for example coordinates, about machines located on the construction site, persons located on the construction site, materials located on the construction site and / or the nature of the site's construction site.
  • the arrangement may further comprise at least one device selected from the group consisting of position determining device, navigation device, communication device, collision warning device and screen. Accordingly, further information generated by the corresponding device is available, in particular in order to determine the actual state, the target state and / or the at least one representation.
  • the at least one device determines position data, in particular position data of the device for visualizing augmented reality, navigation data that facilitate navigation on the construction site, and / or collision data that include information about and / or warnings about a possible collision of the construction machine with another object .
  • Another aspect of the invention provides that with the device for visualizing augmented reality, at least one selected from the group consisting of security zones, hidden lines, paths, property boundaries, soil type, property values, soil moisture and construction data can be mapped.
  • the sensor can come from the group of motion sensors, distance meters, altimeters, photographic equipment, infrared sensors, ultraviolet sensors or the like. Depending on the type of sensor, the sensor determines corresponding data that can be used to determine the actual state, the target state and / or the at least one representation.
  • the device for visualizing augmented reality comprises the sensor.
  • the device for visualizing augmented reality can comprise augmented reality glasses and / or a head-up display and / or can be integrated into an essentially transparent pane.
  • the device for visualizing augmented reality is augmented reality glasses.
  • Augmented reality glasses have the advantage that the user can use them on the entire construction site area.
  • a fixed integration of the device for visualizing augmented reality into a construction machine, for example as a head-up display, offers the advantage that the device can be adapted specifically for this construction machine.
  • the method according to the invention or the arrangement according to the invention ensures that only the actually required machines or people are on site, e.g. No unnecessary excavations take place, since the terrain model is shown exactly through augmented reality (AR) data glasses.
  • AR augmented reality
  • New workers can be incorporated into construction site processes much faster, which leads to more efficient resource planning.
  • Individual goals can also be quickly displayed via AR and compared with the actual status. The user is shown exactly the data he needs to carry out his work.
  • data from building data modeling are bundled with sensor data from machines, line plans and danger zones in one application.
  • the BIM data are displayed on the construction site as 3D models using AR data glasses. This results in advantages for building contractors, OEMs, architects, designers and above all for machine operators and workers. All relevant site information is at a glance for everyone involved available without having to study different plans. Such information is available quickly and easily, which means significant time savings and more efficient work. All processes and innovations on the construction site are traceable and transparent. There is also an increase in security and accuracy, for example due to the precise observance of security zones.
  • FIG. 1 shows a display of AR data glasses, which specifies the loading and unloading zones of certain objects for the operator of a crane.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a method according to the invention for monitoring and / or coordinating a construction site.
  • FIG 3 also shows the driver of a crane, to whom AR data glasses indicate a safety zone, for example workers in the slewing range of the crane.
  • FIG. 4 shows a display of AR data glasses which indicates gas lines to the operator of an excavator.
  • Fig. 5 also shows the operator of an excavator who enables the display of AR glasses not to dig near gas pipes.
  • FIG. 6 shows a display of AR data glasses, which specifies a precise unloading position for the driver of a truck.
  • FIG. 7 also shows the driver of a truck, who can display the AR data glasses to unload the truck at an exact position.
  • a construction site 10 is schematically shown in FIG. 1, on which a building complex 12 is to be erected.
  • a construction machine 14 which is designed here as a crane, is used to erect the building complex.
  • the construction machinery 14 is controlled by a person 16.
  • an arrangement 24 for monitoring and / or coordination of the construction site 10 is provided on the construction site 10.
  • the arrangement 24 comprises a device for the visualization of augmented reality 26, which in the exemplary embodiment shown is augmented reality (AR) glasses.
  • augmented reality glasses are worn by person 16.
  • the device for visualizing augmented reality 26 can also comprise a head-up display and / or can be integrated directly into an essentially transparent, in particular transparent, pane 28 of the construction machine 14.
  • the arrangement 24 further comprises a plurality of sensors 30 which are designed to record or measure environmental data on the construction site 10.
  • the sensors 30 are integrated in the construction machine 14 here. However, the sensors can also be provided at any other suitable locations on the construction site 10, for example also be integrated into the device for visualizing augmented reality.
  • the sensors 30 can each be designed as a motion sensor, as a distance meter, as an altimeter, as a photographic apparatus, as an infrared sensor, as an ultraviolet sensor, etc.
  • the position and orientation of the sensors 30 relative to the device 26 are known.
  • the arrangement 24, in particular the construction machine 14, comprises a further device 32.
  • the device 32 is designed, for example, as a navigation device, as a position determination device, as a communication device, as a collision warning device and / or as a screen.
  • the arrangement 24 further comprises a control device which is integrated in the device for visualizing augmented reality or in a computing device external to the device for visualizing augmented reality.
  • the computing device is formed by a server, a plurality of servers or computers (ie a cloud), at least one computer, at least one laptop, at least one smartphone, at least one tablet and / or at least one other smart device.
  • a server a plurality of servers or computers (ie a cloud)
  • at least one computer at least one laptop, at least one smartphone, at least one tablet and / or at least one other smart device.
  • the arrangement 24 is designed to determine an actual state at the construction site 10 and a target state for the construction site 10. Furthermore, the arrangement 24 is designed to determine and display a suitable visual representation of the current state and the target state in order to convey the current state and the target state to the person 16.
  • control device is designed to cause the arrangement to carry out the method described below with reference to FIG. 2 for monitoring and / or coordinating the construction site 10.
  • the environmental data are determined by means of the sensors 30 (step S1).
  • the environmental data include information about objects and people in the vicinity of the construction machinery 14, about materials located on the construction site 10 and / or the nature of the terrain of the construction site 10.
  • the device 32 determines position data, more precisely position determination data, GPS data, and / or navigation data, and makes them available to the device for visualizing augmented reality 26 (Step S2).
  • the construction machine 14 and thus the exact position and orientation of the sensors 30 and / or the device for the visualization of augmented reality 26 can be precisely determined using this data.
  • step S3 planning data of the construction site 10 stored in a data memory are provided.
  • the planning data originate, for example, from building data modeling (BIM data).
  • the planning data include, for example, information about buildings to be erected or modified, streets and / or other structures.
  • the planning data can also include information about necessary changes to the terrain of the construction site 10, for example information about earth masses to be excavated or to be filled up.
  • the planning data also include information about already existing buildings, roads and / or other structures, for example about existing pipes, water pipes and / or power lines.
  • the data memory can be integrated in the device for visualizing augmented reality 26.
  • the data storage device can be formed separately from the device for visualizing augmented reality 26.
  • the data storage is part of a server, several servers (cloud), a computer, a laptop, a smartphone, a tablet and / or another smart device.
  • the data memory is then connected to the device for visualizing augmented reality 26 in a signal-transmitting manner.
  • the data memory is connected wirelessly to the device for visualizing augmented reality 26, for example via WLAN, Bluetooth, radio and / or mobile radio.
  • the environmental data, the planning data and the position data are transmitted to the control unit (step S4).
  • the control device determines information about the actual state, Information about the target state and a representation of the actual state and the target state (step S5).
  • the information about the actual state includes text, images and / or 3D models which are assigned to existing objects in reality and specify these in more detail and / or assign properties to these objects. Furthermore, the information about the actual state can also include information about objects hidden for the person 16, for example about the course of pipes and / or lines, in particular electrical lines or water lines.
  • the information about the target state includes text, images and / or 3D models that are assigned to objects that do not yet exist in reality or at least are not yet in the appropriate place.
  • the information about the target state comprises at least one marking for an unloading point of goods, machines and / or building material, and / or details about how a terrain is to be redesigned.
  • the information about the target state can include plans, in particular 3D models of buildings, roads and / or other structures to be erected.
  • the representation is a concrete way of presenting the information about the current state and / or the target state. As already mentioned above, this can be done, for example, using text, images and / or 3D models.
  • the representation that is to say the concrete representation of this information, is determined on the basis of the environmental data and on the basis of the position data as a function of the position and / or the orientation of the device for visualizing augmented reality on the construction site 10.
  • the representation is transmitted to the device for visualizing augmented reality 26 and is displayed visually by the latter (step S6).
  • the representation is projected directly into the field of view of the person 16 in such a way that the representation, viewed from the work area of the person 16, is overlaid with the part of the construction site 10 belonging to the representation.
  • the information about the actual state and the target state in the field of view of the person 16 is directly overlaid with the associated, actually existing object.
  • FIG. 1 shows a possible embodiment of such a representation of the current state and of the target state.
  • the representation of the actual state here includes that the person 16 is shown a text field or label floating above the corresponding object, here the letters "A", "B” and "C". Alternatively or additionally, the corresponding objects can be outlined in color.
  • the representation of the target state here includes that the person 16 is shown a text field or label floating above the unloading point for the corresponding object, the label of the unloading point corresponding to the label of the object to be unloaded there.
  • the unloading points can be marked in color and / or provided with other identifications, for example with a cross.
  • the representation can also include images, here in the form of a warning sign which warns of workers 34 on site 10. In this way, the crane operator is given a safety zone over which no suspended loads may be moved.
  • the representation of the actual state can comprise a grid 36 which represents the nature of the site 10 site. Furthermore, lines 38 already in the ground are represented by their corresponding 3-D model.
  • the representation of the actual state can also include operating parameters of the construction machine 14, represented here by a pointer 40.
  • the operating parameters include an oil pressure, a speed of the construction machinery 14, etc.
  • FIGS. 5 and 6 show another representation of a storage point for goods or building materials.
  • the representation of the target state i.e. the Unloading point, here is a marking on the floor, a text field "UNLOAD HERE" and an arrow that indicates the storage point.
  • FIGs 1 and 3 to 7 areas of application of a device according to the invention are shown directly on the construction site.
  • critical planning points can also be discussed in the planning phase of a construction site using AR data glasses or AR devices.
  • a BIM model is visualized in the office using “shared experiences”, for example by projecting it on a table or superimposing it on a real model, and allowing multiple participants, such as planners, machine operators or building owners, to change their plans efficiently .
  • Another advantage of the device according to the invention is that the planning can be superimposed on the construction site immediately afterwards in order to check various measures in advance on a real scale for their validity. It can be checked in real size whether the planning of
  • the device according to the invention is used in the execution phase.
  • the operator of a device such as an excavator, loader, crane or truck, as well as the foreman, site manager, architects or building owners, etc. are given the option of using AR data glasses to have all relevant information displayed on demand.
  • an operator of a crane can thus be shown the position of a load to be loaded and the associated unloading position.
  • the load and the corresponding unloading position being labeled with the same reference number.
  • the tubes labeled B in FIG. 1 must be unloaded again at position B.
  • a big advantage is that any change in plan in the office arrives at the construction site immediately. To do this, the data must be stored on a cloud, for example, which means that it can be updated without a time delay. The operator of a crane as in FIG. 1 can thus react immediately to a change of plan and thus save a lot of additional work. In the end, this results in time and cost savings.
  • FIG. 3 shows a further important application of a device according to the invention in the execution phase.
  • Sensors allow the detection of security zones, such as the workers shown in FIG. 3.
  • the operator of a crane is immediately made aware that the slewing range of the crane is in a safety zone and can react to it at the same time.
  • Additional safety information that can be displayed is, for example, the maximum swivel range of excavator booms when there are sidewalks or driveways nearby, as well as collision warnings in conjunction with position data of the machines and the BIM site.
  • FIGS. 4 and 5 show how the operator of an excavator converts in a type of virtual cockpit with AR data glasses information relevant to his work. These can be the positions of gas lines shown in FIGS. 4 and 5, which are transferred in real time from the BIM model to the operator of the excavator and thus prevent the lines from being torn off. In a more general version, all machine plans and lines are displayed to the operator of a machine. This leads to a large gain in safety when digging on electricity or gas lines.
  • this relevant information can be a digital terrain model, which enables the operator of an excavator to be precise To carry out excavations.
  • sensors can be attached to the excavator bucket, which measure exactly where and how much has already been removed. The sensor data can then update the BIM model in real time and allow the operator of an excavator an uninterrupted "target-actual" comparison.
  • a device also provides a virtual navigation system for the operators of the machines.
  • a truck driver can be shown the exact routes and, as shown in FIGS. 6 and 7, his exact unloading zones. This enables the truck driver to unload his cargo in a targeted manner and to react in real time to possible plan changes, which in turn results in great time and labor savings.
  • the BIM model can be transmitted, but also the position data of other vehicles as well as GPS data in general. This allows the site manager to have a constant overview of the construction site and, if necessary, to redirect a vehicle in real time by changing the BIM data on the cloud.
  • a device according to the invention can also be used in an office in the manner described above in order to enable new machine operators to prepare or train. This enables them to start their work on site without requiring a long learning phase. Data from machines, line plans and danger zones are bundled in one application.
  • the BIM data are displayed on the construction site as 3D models using AR data glasses. This results in advantages for building contractors, OEMs, architects, designers and above all for machine operators and workers.

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zu einer Überwachung und/oder zu einer Koordination einer Baustelle (10) ist beschrieben. Zumindest ein Sensor (30) ermittelt Umgebungsdaten auf der Baustelle (10), wobei einer Person (16) mittels einer Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) ein Ist-Zustand auf der Baustelle (10) und/oder ein Soll-Zustand vermittelt werden bzw. wird. Ferner ist eine Anordnung (24) zur Überwachung oder Koordination einer Baustelle (10) beschrieben.

Description

Verfahren zur Überwachung einer Baustelle
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zu einer Überwachung und/oder zu einer Koordination einer Baustelle. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Überwachung und/oder Koordination einer Baustelle.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Planung von Bauvorhaben, die Einrichtung der entsprechenden Baustelle und die Ausführung der einzelnen Werke an der Baustelle erfordern eine gewissenhafte Planung und Koordination verschiedener am Bauvorhaben beteiligten Personen. Herkömmlich erfolgt die Koordination des Bauvorhabens in Zusammenarbeit von Bauleitung und Bauüberwachung. Allerdings kann bei größeren Bauvorhaben die Bauleitung nicht sämtliche Personen zur selben Zeit koordinieren. Die vorausschauende Planung und die Vermeidung von Fehlern, wie zum Beispiel die Nutzung falscher Zufahrtswege, das Entstehen von Staus und langen Wartezeiten für Baumaschinen, bzw. die Erhöhung der Effizienz und Sicherheit auf der Baustelle senken unvorhergesehene Kosten für Maschinenstandzeiten oder Maschineneinsätze generell.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Koordination und Überwachung auf einer Baustelle zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zu einer Überwachung und/oder zu einer Koordination einer Baustelle, wobei zumindest ein Sensor Umgebungsdaten auf der Baustelle ermittelt, wobei einer Person mittels einer Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität ein Ist-Zustand auf der Baustelle und/oder ein Soll-Zustand vermittelt werden bzw. wird.
Bei der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität handelt es sich um eine Vorrichtung zur Darstellung einer„Mixed Reality“ oder„Augmented Reality“. Darunter versteht man im Allgemeinen die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung eines Benutzers, insbesondere die computergestützte Erweiterung der visuellen Realitätswahrnehmung des Benutzers. Dabei werden zum Beispiel Bilder oder Videos mit zusätzlichen Informationen ergänzt, die so in der Realität nicht vorhanden waren.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kommt vorzugsweise eine Vorrichtung zur Darstellung erweiterter Realität zum Einsatz, welche dem Benutzer zusätzliche Informationen über den Ist-Zustand auf der Baustelle und/oder über den Soll- Zustand der Baustelle mittels einer geeigneten Visualisierung- bzw. Projektionsfläche direkt in das Sichtfeld einblendet.
Dementsprechend kann der Benutzer die zusätzlichen Informationen unmittelbar in seinem Blickfeld sehen, insbesondere ohne auf einen Bildschirm oder ähnliches schauen zu müssen. Vorzugsweise werden diese Informationen derart dargestellt, dass die reale Umgebung des Benutzers mit den zusätzlichen Informationen passend überlagert wird, d.h. dass in der Wahrnehmung des Benutzers diejenigen Stellen seiner realen Umgebung, zu denen zusätzliche Informationen dargestellt werden, mit eben diesen zusätzlichen Informationen überlagert sind.
Die Informationen über den Ist-Zustand umfassen beispielsweise Text, Bilder und/oder 3D-Modelle, die in der Realität bestehenden Objekten zugeordnet werden und diese näher spezifizieren und/oder diesen Objekten Eigenschaften zuweisen. Ferner können die Informationen über den Ist-Zustand auch Informationen über für den Benutzer verborgene Objekte umfassen, beispielsweise über den Verlauf von Rohren und/oder Leitungen, insbesondere elektrische Leitungen oder Wasserleitungen.
Beispielsweise umfassen die Informationen über den Ist-Zustand Sicherheitszonen, Wege, insbesondere Wege, die von einem Baufahrzeug benutzt werden sollen, Grundstücksgrenzen, Bodenfeuchte und/oder Konstruktionsdaten. Insbesondere umfassen die Informationen über den Ist-Zustand Konstruktionsdaten und/oder 3D-Modelle von bestehenden Gebäuden, Straßen und/oder anderen Bauwerken. Die Informationen über den Soll-Zustand umfassen beispielsweise Text, Bilder und/oder 3D-Modelle, die Objekten zugeordnet sind, die in der Realität noch nicht existieren oder sich zumindest noch nicht an dem entsprechenden Ort befinden. Insbesondere umfassen die Informationen über den Soll-Zustand wenigstens eine Markierung für einen Abladepunkt von Waren, Maschinen und/oder Baumaterial, und/oder Details darüber, wie ein Terrain umzugestalten ist. Ferner können die Informationen über den Soll-Zustand Pläne, insbesondere 3D-Modelle von zu errichtenden Gebäuden, Straßen und/oder anderen Bauwerken umfassen.
Dem Benutzer der Vorrichtung zur Darstellung erweiterter Realität, also der oben genannten Person, werden der Ist-Zustand und/oder der Soll-Zustand durch die Darstellung dieser Informationen vermittelt, insbesondere durch die visuelle Darstellung dieser Informationen.
Durch die Vermittlung dieser zusätzlichen Informationen über den Ist-Zustand und/oder den Soll-Zustand werden Planungs- und Arbeitsabläufe auf der Baustelle vereinfacht und beschleunigt. Ferner trägt die Vermittlung dieser zusätzlichen Informationen zur Vermeidung von Fehlern auf der Baustelle bei.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung stellt die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität wenigstens eine Repräsentation des Ist-Zustands und/oder des Soll-Zustand zumindest eines Teils der Baustelle derart dar, dass die wenigstens eine Repräsentation von einem vorgegebenen Arbeitsbereich aus betrachtet mit dem zumindest einen Teil der Baustelle überlagert, zu dem die Repräsentation zugehörig ist. Anders ausgedrückt werden die Informationen über den Ist-Zustand und/oder den Soll-Zustand genau an der Stelle dargestellt, an der sich das entsprechende Objekt auch in Realität befindet. Dadurch werden der Person, die sich im Arbeitsbereich befindet, mittels der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität die Informationen über den Ist-Zustand auf der Baustelle und/oder Informationen über den Soll-Zustand vermittelt.
Bei der Repräsentation handelt es sich um eine konkrete Art und Weise, die Informationen über den Ist-Zustand und/oder den Soll-Zustand darzustellen. Wie oben bereits erwähnt, kann dies beispielsweise mittels Text, Bildern und/oder 3D- Modellen erfolgen. Beispielsweise wird die Repräsentation, also die konkrete Darstellung dieser Informationen, in Abhängigkeit von der Lage und/oder der Orientierung der Vorrichtung zur Visualisierung auf der Baustelle ermittelt, insbesondere anhand der vom Sensor ermittelten Umgebungsdaten. Dadurch ist sichergestellt, dass die Informationen über den Ist-Zustand und/oder den Soll-Zustand für den Benutzer, also für die oben genannte Person, leicht zuzuordnen bzw. zu identifizieren ist.
Ein weiterer Aspekt Erfindung sieht vor, dass Planungsdaten, insbesondere der Baustelle, bereitgestellt werden. Die Planungsdaten umfassen beispielsweise Informationen über zu errichtende bzw. zu verändernde Gebäude, Straßen und/oder andere Bauwerke.
Die Planungsdaten können ferner Informationen über notwendige Änderungen am Terrain der Baustelle umfassen, also beispielsweise Informationen über auszuhebende bzw. aufzuschüttende Erdmassen.
Insbesondere umfassen die Planungsdaten auch Informationen über bereits bestehende Gebäude, Gebäudeteile, Straßen und/oder andere Bauwerke, beispielsweise über bestehende Rohre, Wasserleitungen und/oder Stromleitungen.
Die Planungsdaten können im einfachsten Fall aus einer Bauwerksdatenmodellierung (BIM-Daten) stammen. Der Begriff Bauwerksdatenmodellierung beschreibt, vereinfacht ausgedrückt, ein Verfahren für die optimierte Planung, die Errichtung und Bewirtschaftung von Gebäuden und anderen Bauwerken, wobei alle relevanten Bauwerksdaten digital erfasst, kombiniert und modelliert werden. Dementsprechend stehen für die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität dann umfassende Informationen über den Ist-Zustand und/oder den Soll-Zustand zur Verfügung.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden zumindest die mittels des Sensors ermittelten Umgebungsdaten und/oder die Planungsdaten verwendet, um den Ist-Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation zu ermitteln. Insbesondere werden die Umgebungsdaten mit den Planungsdaten verglichen, um den Ist-Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation zu ermitteln. Anders ausgedrückt werden die Umgebungsdaten und die Planungsdaten dazu herangezogen, um basierend auf den tatsächlichen Umgebungsgegebenheiten und basierend auf den aus den Planungsdaten zur Verfügung stehenden Informationen weitere Informationen über den Ist-Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation, also eine spezifische Darstellung des Ist-Zustands und/oder des Soll-Zustands, zu ermitteln.
Die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität kann den Sensor umfassen. Ferner kann die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität eine Augmented Reality Brille und/oder ein Head-Up-Display umfassen, das beispielsweise in eine Baumaschine integriert ist.
Insbesondere ist die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität in eine im Wesentlichen transparente Scheibe, zum Beispiel eine Frontscheibe einer Baumaschine, integriert.
Eine Augmented Reality Brille bietet den Vorteil, dass der Benutzer diese auf dem gesamten Baustellenbereich nutzen kann. Mittels der Augmented Reality Brille können dem Benutzer die Informationen über den Soll-Zustand und/oder über den Ist-Zustand direkt in sein Sichtfeld eingeblendet werden. Vorzugsweise werden diese Informationen derart dargestellt, dass die reale Umgebung des Benutzers mit den zusätzlichen Informationen passend überlagert wird.
Zum Beispiel nimmt der Benutzer eine Darstellung eines 3D-Modells, eines digitalen Geländemodells, von Maschinendaten, von BIM-Daten oder dergleichen als mit seiner realen Umgebung überlagert dar. Der Benutzer erhält also den Eindruck, dass das Modell bzw. Daten ein Teil seiner Umgebung wären.
Eine feste Integration der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität in eine Baumaschine, beispielsweise als Head-up-Display und/oder direkt in eine transparente Scheibe der Baumaschine, bietet den Vorteil, dass die Vorrichtung speziell für diese Baumaschine angepasst werden kann. Auch hier können dem Benutzer die Informationen über den Soll-Zustand und/oder über den Ist-Zustand direkt in sein Sichtfeld eingeblendet werden. Vorzugsweise werden diese Informationen derart dargestellt, dass die reale Umgebung des Benutzers mit den zusätzlichen Informationen passend überlagert wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass mittels des zumindest einen Sensors Umgebungsdaten von einer auf der Baustelle befindlichen Maschine, auf der Baustelle befindliche Personen, auf der Baustelle befindliche Materialien, das Gelände auf der Baustelle und/oder die Lage und/oder Orientierung der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität relativ hierzu (Personen, Materialien, Gelände) ermittelt werden. Anders ausgedrückt umfassen die Umgebungsdaten Informationen, beispielsweise Koordinaten, zu auf der Baustelle befindlichen Maschinen, auf der Baustelle befindlichen Personen, auf der Baustelle befindlichen Materialien und/oder über die Beschaffenheit des Geländes der Baustelle.
Die Umgebungsdaten können z.B. mittels Bewegungssensoren, Abstandsmesser, Höhenmesser oder dergleichen ermittelt werden.
Beispielsweise werden die Daten des zumindest einen Sensors mit Positionsbestimmungsdaten, insbesondere GPS-Daten und/oder Navigationsdaten, zur genauen Lokalisierung des Sensors verbunden. Insbesondere werden die Positionsbestimmungsdaten verwendet, um den Ist- Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation zu ermitteln. Besonders die Repräsentation, also die spezifische Darstellung des Ist-Zustands und/oder des Soll-Zustands, hängt natürlich von dem genauen Ort ab, an der sich die Person bzw. die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität befindet. Dementsprechend können die Positionsbestimmungsdaten dazu beitragen, die Darstellung des Ist-Zustands und/oder des Soll-Zustands und damit die Vermittlung der Informationen über den Ist-Zustand und/oder den Soll-Zustand an die Person zu verbessern.
Die Sensoren, insbesondere der Sensor, können auf Maschinen, beispielsweise selbstfahrenden oder gesteuerten Maschinen, Drohnen, Handschuhen, feststehenden Einrichtungen auf der Baustelle, Menschen usw. angeordnet sein.
Die Position des Sensors relativ zur Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität ist bekannt, insbesondere fix.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Planungsdaten auf einem Datenspeicher hinterlegt. Der Datenspeicher kann dabei in die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität integriert sein.
Alternativ oder zusätzlich kann der Datenspeicher separat von der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Datenspeicher Teil eines Servers, mehrerer Server (Cloud), eines Computers, eines Laptops, eines Smartphones, eines Tablets und/oder eines anderen Smart Devices.
Insbesondere ist der Datenspeicher mit der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität signalübertragend verbunden. Beispielsweise ist der Datenspeicher drahtlos mit der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität verbunden, beispielsweise per WLAN, Bluetooth, Funk und/oder Mobilfunk.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Soll-Zustand, der Ist- Zustand und/oder die wenigstens eine Repräsentation von der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität und/oder von einer externen Rechenvorrichtung ermittelt werden, die mit der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität signalübertragend verbunden ist.
Beispielsweise ist die Rechenvorrichtung durch einen Server, mehrere Server oder Computer (also eine Cloud), wenigstens einen Computer, wenigstens einen Laptop, wenigstens ein Smartphone, wenigstens ein Tablet und/oder wenigstens ein anderes Smart Device gebildet. Dementsprechend kann die Rechenleistung der externen Rechenvorrichtung genutzt werden, was besonders bei aufwändigen Rechenoperationen vorteilhaft ist, beispielsweise beim Rendern von 3D-Modellen.
Insbesondere werden bzw. wird der Soll-Zustand, der Ist-Zustand und/oder die wenigstens eine Repräsentation drahtlos von der Rechenvorrichtung an die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität übertragen, beispielsweise per WLAN, Bluetooth, Funk und/oder Mobilfunk.
Die Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung zur Überwachung und/oder Koordination einer Baustelle. Die Anordnung umfasst eine Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität, mit welcher ein Ist-Zustand auf der Baustelle und/oder ein Soll-Zustand vermittelbar sind. Die Anordnung umfasst ferner zumindest einen Sensor zur Messung von Umgebungsdaten auf der Baustelle.
Anders ausgedrückt ist der Sensor dazu ausgebildet, Umgebungsdaten zu ermitteln, insbesondere zu messen. Beispielsweise ist die Anordnung dazu ausgebildet, das oben beschriebene Verfahren zu einer Überwachung und/oder zu einer Koordination einer Baustelle durchzuführen.
Bezüglich der Vorteile und weiteren Eigenschaften der Anordnung wird auf die oberen Erläuterungen bezüglich des Verfahrens verwiesen, welche ebenso für die Anordnung gelten und umgekehrt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst die Anordnung einen Speicher mit Planungsdaten, beispielsweise Planungsdaten der Baustelle. Insbesondere stammen die Planungsdaten aus einer Bauwerksdatenmodellierung.
Beispielsweise umfasst der Speicher mit Planungsdaten eine Bauwerksdatenmodellierung (BIM-Daten). Die Planungsdaten umfassen beispielsweise Informationen über zu errichtende bzw. zu verändernde Gebäude, Straßen und/oder andere Bauwerke. Die Planungsdaten können ferner Informationen über notwendige Änderungen am Terrain der Baustelle umfassen, also beispielsweise Informationen über auszuhebende bzw. aufzuschüttende Erdmassen.
Insbesondere umfassen die Planungsdaten auch Informationen über bestehende Gebäude, Straßen und/oder andere Bauwerke, beispielsweise über bestehende Rohre, Wasserleitungen und/oder Stromleitungen.
Der Begriff Bauwerksdatenmodellierung beschreibt, vereinfacht ausgedrückt, ein Verfahren für die optimierte Planung, die Errichtung und Bewirtschaftung von Gebäuden und anderen Bauwerken, wobei alle relevanten Bauwerksdaten digital erfasst, kombiniert und modelliert werden. Dementsprechend stehen für die Anordnung, insbesondere für die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität umfassende Informationen über den Ist-Zustand und/oder den Soll- Zustand zur Verfügung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität dazu ausgebildet, wenigstens eine Repräsentation des Ist-Zustands und/oder des Soll-Zustands zumindest eines Teils der Baustelle derart darzustellen, dass die wenigstens eine Repräsentation von einem vorgegebenen Arbeitsbereich aus betrachtet mit dem zumindest einen Teil der Baustelle überlagert, zu dem die Repräsentation zugehörig ist. Anders ausgedrückt werden die Informationen über den Ist-Zustand und/oder den Soll- Zustand genau an der Stelle dargestellt, an der sich das entsprechende Objekt auch in Realität befindet. Dadurch werden der Person, die sich im Arbeitsbereich befindet, mittels der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität Informationen über den Ist-Zustand auf der Baustelle und/oder Informationen über den Soll-Zustand vermittelt.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Anordnung ein Steuergerät auf, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, basierend auf den mittels des Sensors ermittelten Umgebungsdaten und/oder basierend auf den Planungsdaten den Ist-Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation zu ermitteln. Insbesondere ist das Steuergerät dazu ausgebildet, die Umgebungsdaten mit den Planungsdaten zu vergleichen, um den Ist-Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation zu ermitteln. Anders ausgedrückt werden die Umgebungsdaten und die Planungsdaten vom Steuergerät dazu herangezogen, um basierend auf den tatsächlichen Umgebungsgegebenheiten und basierend auf den aus den Planungsdaten zur Verfügung stehenden Informationen weitere Informationen über den Ist-Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation, also eine spezifische Darstellung des Ist-Zustands und/oder des Soll-Zustands, zu ermitteln.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität das Steuergerät umfasst und/oder dass die Anordnung eine in Bezug auf die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität externe Rechenvorrichtung umfasst, wobei die Rechenvorrichtung das Steuergerät umfasst.
Anders ausgedrückt kann das Steuergerät also direkt in die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität integriert sein. In diesem Fall sind also keine weiteren Rechenvorrichtungen notwendig, da die Vorrichtung in diesem Fall alle notwendigen Rechenoperationen selbst durchführt.
Alternativ oder zusätzlich kann die Anordnung jedoch die externe Rechenvorrichtung umfassen, wobei die externe Rechenvorrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der notwendigen Berechnungen durchzuführen. Beispielsweise ist die externe Rechenvorrichtung durch einen Server, mehrere Server oder Computer (also eine Cloud), wenigstens einen Computer, wenigstens einen Laptop, wenigstens ein Smartphone, wenigstens ein Tablet und/oder wenigstens ein anderes Smart Device gebildet. Dementsprechend kann die Rechenleistung der externen Rechenvorrichtung genutzt werden, was besonders bei aufwändigen Rechenoperationen vorteilhaft ist, beispielsweise beim Rendern von 3D-Modellen.
Beispielsweise ist der Sensor dazu ausgebildet, Umgebungsdaten von einer an der Baustelle befindlichen Maschine, auf der Baustelle befindliche Personen, auf der Baustelle befindliche Materialen, das Gelände auf der Baustelle und/oder die Lage und/oder Orientierung der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität relativ hierzu (Personen, Materialien, Gelände) zu ermitteln. Anders ausgedrückt umfassen die Umgebungsdaten Informationen, beispielsweise Koordinaten, zu auf der Baustelle befindlichen Maschinen, auf der Baustelle befindlichen Personen, auf der Baustelle befindlichen Materialien und/oder die Beschaffenheit des Geländes der Baustelle.
Die Anordnung kann weiters zumindest eine Einrichtung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Positionsbestimmungseinrichtung, Navigationseinrichtung, Kommunikationseinrichtung, Kollisionswarneinrichtung und Bildschirm aufweisen. Dementsprechend stehen weitere, von der entsprechenden Einrichtung generierte Informationen zur Verfügung, insbesondere um den Ist-Zustand, den Soll-Zustand und/oder die wenigstens eine Repräsentation zu ermitteln.
Beispielsweise ermittelt die zumindest eine Einrichtung Positionsdaten, insbesondere Positionsdaten der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität, Navigationsdaten, die eine Navigation auf der Baustelle erleichtern, und/oder Kollisionsdaten, die Informationen über und/oder Warnhinweise über eine mögliche Kollision der Baumaschine mit einem anderen Objekt umfassen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass mit der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität zumindest eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sicherheitszonen, verdeckte Leitungen, Wegen, Grundstücksgrenzen, Bodenart, Grundstückswerte, Bodenfeuchte und Konstruktionsdaten abbildbar ist. Der Sensor kann aus der Gruppe Bewegungssensoren, Abstandsmesser, Höhenmesser, fototechnische Apparatur, Infrarotsensor, Ultraviolettsensor oder dergleichen stammen. Je nach Art des Sensors ermittelt der Sensor entsprechende Daten, die zur Ermittlung des Ist-Zustands, des Soll-Zustands und/oder der wenigstens einen Repräsentation verwendet werden können.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität den Sensor. Ferner kann die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität eine Augmented-Reality-Brille und/oder ein Head-up-Display umfassen und/oder in eine im Wesentlichen transparente Scheibe integriert sein. Beispielsweise ist die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität eine Augmented-Reality-Brille. Eine Augmented Reality Brille bitte den Vorteil, dass der Benutzer diese auf den gesamten Baustellenbereich nutzen kann. Eine feste Integration der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität in eine Baumaschine, beispielsweise als Head-up-Display, bietet den Vorteil, dass die Vorrichtung speziell für diese Baumaschine angepasst werden kann.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. durch die erfindungsgemäße Anordnung wird gewährleistet, dass nur die wirklich benötigten Maschinen oder Personen vor Ort sind, dass z.B. keine unnötigen Abgrabungen stattfinden, da das Geländemodell exakt durch eine augmented reality (AR) Datenbrille eingeblendet wird. Neue Arbeiter lassen sich deutlich schneller in die Baustellenvorgänge einarbeiten, was zu einer effizienteren Ressourcenplanung führt. Auch individuelle Ziele lassen sich via AR schnell anzeigen und mit dem IST-Stand vergleichen. Es werden dem Nutzer genau die Daten angezeigt, die er zur Ausführung seiner Arbeit benötigt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden Daten aus der Bauwerksdatenmodellierung (Building Information Modeling = BIM) mit Sensordaten von Maschinen, Leitungsplänen und Gefährdungszonen in einer Applikation gebündelt. Zusätzlich werden die BIM- Daten mittels einer AR Datenbrille als 3D-Modelle auf der Baustelle angezeigt. Daraus ergeben sich Vorteile für Bauunternehmern, OEMs, Architekten, Konstrukteure und vor allem für die Fahrer der Maschinen und die Arbeiter. Für alle Beteiligten sind sämtliche relevanten Baustelleninformationen auf einen Blick verfügbar, ohne verschiedene Pläne studieren zu müssen. Durch derart schnell und einfach verfügbare Informationen sind eine signifikante Zeitersparnis sowie effizienteres Arbeiten möglich. Alle Vorgänge und Neuerungen auf der Baustelle sind nachvollziehbar und transparent. Außerdem ergibt sich ein Plus an Sicherheit und Genauigkeit, beispielsweise durch die präzise Einhaltung von Sicherheitszonen.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.
Um die Erfindung besser zu veranschaulichen, werden die wesentlichen Merkmale anhand von bevorzugten Ausführungsformen in folgenden Figuren dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Anzeige einer AR Datenbrille, welche dem Bediener eines Krans die Auf- und Abladezonen bestimmter Gegenstände vorgibt.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer Überwachung und/oder zu einer Koordination einer Baustelle.
Fig. 3 zeigt ebenfalls den Fahrer eines Krans, welchem eine AR Datenbrille eine Sicherheitszone, beispielsweise Arbeiter im Schwenkbereich des Krans, anzeigt.
Fig. 4 zeigt eine Anzeige einer AR Datenbrille, welche dem Bediener eines Baggers Gasleitungen angibt.
Fig. 5 zeigt ebenfalls den Bediener eines Baggers, welchem die Anzeige einer AR Brille ermöglicht, nicht in der Nähe von Gasleitungen zu graben.
Fig. 6 zeigt eine Anzeige einer AR Datenbrille, welche dem Fahrer eines LKWs eine genaue Entladeposition vorgibt.
Fig. 7 zeigt ebenfalls den Fahrer eines LKWs, dem es mithilfe der Anzeige einer AR Datenbrille möglich ist, den LKW an einer exakten Position zu entladen.
In Figur 1 ist schematisch eine Baustelle 10 gezeigt, auf der ein Gebäudekomplex 12 errichtet werden soll. Zur Errichtung des Gebäudekomplexes ist eine Baumaschine 14 im Einsatz, die hier als Kran ausgebildet ist. Die Baumaschinen 14 wird von einer Person 16 gesteuert.
Ferner befinden sich auf der Baustelle diverse Baumaterialien, in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel sind dies Bretter 18 und Rohre 20. Ferner befinden sich auf der Baustelle diverse Werkzeuge und andere Hilfsmittel, in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ein Betonmischer 22.
Die Planung und Durchführung solcher Bauvorhaben ist üblicherweise sehr komplex, da verschiedene Personen und Baumaschinen koordiniert werden müssen.
Um die Bauleitung, die Bauüberwachung und auch die einzelnen Bauarbeiter vor Ort bei der Planung und Durchführung des Bauvorhabens zu unterstützen, ist auf der Baustelle 10 eine Anordnung 24 zur Überwachung und/oder Koordination der Baustelle 10 vorgesehen.
Die Anordnung 24 umfasst eine Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität 26, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Augmented Reality (AR) Brille ist. In dem in Figur 1 gezeigten Beispiel wird die Augmented Reality Brille von der Person 16 getragen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität 26 auch ein Head-Up-Display umfassen und/oder direkt in eine im Wesentlichen transparente, insbesondere transparente Scheibe 28 der Baumaschine 14 integriert sein.
Ferner umfasst die Anordnung 24 mehrere Sensoren 30, die dazu ausgebildet sind, Umgebungsdaten auf der Baustelle 10 zu erfassen bzw. zu messen.
Die Sensoren 30 sind hier in die Baumaschine 14 integriert. Die Sensoren können jedoch genauso an beliebigen anderen geeigneten Stellen auf der Baustelle 10 vorgesehen, beispielsweise auch in die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität integriert sein.
Die Sensoren 30 können jeweils als Bewegungssensor, als Abstandsmesser, als Höhenmesser, als fototechnische Apparatur, als Infrarotsensor, als Ultraviolettsensor etc. ausgebildet sein. Die Lage und die Orientierung der Sensoren 30 relativ zur Vorrichtung 26 sind bekannt.
Zudem umfasst die Anordnung 24, insbesondere die Baumaschine 14, eine weitere Einrichtung 32. Die Einrichtung 32 ist beispielsweise als Navigationseinrichtung, als Positionsbestimmungseinrichtung, als Kommunikationseinrichtung, als Kollisionswarneinrichtung und/oder als Bildschirm ausgebildet.
Die Anordnung 24 umfasst ferner ein Steuergerät, welches in die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität oder in eine in Bezug auf die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität externe Rechenvorrichtung integriert ist.
Beispielsweise ist die Rechenvorrichtung durch einen Server, mehrere Server oder Computer (also eine Cloud), wenigstens einen Computer, wenigstens einen Laptop, wenigstens ein Smartphone, wenigstens ein Tablet und/oder wenigstens ein anderes Smart Device gebildet.
Allgemein ausgedrückt ist die Anordnung 24 dazu ausgebildet, einen Ist- Zustand auf der Baustelle 10 sowie einen Soll-Zustand für die Baustelle 10 zu ermitteln. Ferner ist die Anordnung 24 dazu ausgebildet, eine geeignete visuelle Repräsentation des Ist-Zustands und des Soll-Zustands zu ermitteln und darzustellen, um der Person 16 den Ist-Zustand und den Soll-Zustand zu vermitteln.
Genauer gesagt ist das Steuergerät dazu ausgebildet, die Anordnung dazu zu veranlassen, das im Folgenden anhand der Figur 2 beschriebene Verfahren zu einer Überwachung und/oder zu einer Koordination der Baustelle 10 durchzuführen.
Mittels der Sensoren 30 werden die Umgebungsdaten ermittelt (Schritt S1 ). Die Umgebungsdaten umfassen Informationen über Gegenstände und Personen in der Umgebung der Baumaschinen 14, über auf der Baustelle 10 befindliche Materialien und/oder die Beschaffenheit des Geländes der Baustelle 10.
Zudem werden von der Einrichtung 32 Positionsdaten, genauer gesagt Positionsbestimmungsdaten, GPS-Daten, und/oder Navigationsdaten ermittelt und für die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität 26 bereitgestellt (Schritt S2). Über diese Daten kann die Baumaschine 14 und damit die genaue Lage und Orientierung der Sensoren 30 und/oder der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität 26 genau ermittelt werden.
Außerdem werden in einem Datenspeicher hinterlegte Planungsdaten der Baustelle 10 bereitgestellt (Schritt S3).
Die Planungsdaten stammen beispielsweise aus einer Bauwerksdatenmodellierung (BIM-Daten). Die Planungsdaten umfassen beispielsweise Informationen über zu errichtende bzw. zu verändernde Gebäude, Straßen und/oder andere Bauwerke. Die Planungsdaten können ferner Informationen über notwendige Änderungen am Terrain der Baustelle 10 umfassen, also beispielsweise Informationen über auszuhebende bzw. aufzuschüttende Erdmassen. Insbesondere umfassen die Planungsdaten auch Informationen über bereits bestehende Gebäude, Straßen und/oder andere Bauwerke, beispielsweise über bereits bestehende Rohre, Wasserleitungen und/oder Stromleitungen.
Der Datenspeicher kann dabei in die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität 26 integriert sein.
Alternativ oder zusätzlich kann der Datenspeicher separat von der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität 26 ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Datenspeicher Teil eines Servers, mehrerer Server (Cloud), eines Computers, eines Laptops, eines Smartphones, eines Tablets und/oder eines anderen Smart Devices.
Der Datenspeicher ist dann mit der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität 26 signalübertragend verbunden. Beispielsweise ist der Datenspeicher drahtlos mit der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität 26 verbunden, beispielsweise per WLAN, Bluetooth, Funk und/oder Mobilfunk.
Die Umgebungsdaten, die Planungsdaten und die Positionsdaten werden an das Steuergerät übermittelt (Schritt S4).
Das Steuergerät ermittelt basierend auf den Umgebungsdaten, den Planungsdaten und den Positionsdaten Informationen über den Ist-Zustand, Informationen über den Soll-Zustand sowie eine Repräsentation des Ist-Zustands und des Soll-Zustands (Schritt S5).
Die Informationen über den Ist-Zustand umfassen Text, Bilder und/oder 3D- Modelle, die in der Realität bestehenden Objekten zugeordnet werden und diese näher spezifizieren und/oder diesen Objekten Eigenschaften zuweisen. Ferner können die Informationen über den Ist-Zustand auch Informationen über für die Person 16 verborgene Objekte umfassen, beispielsweise über den Verlauf von Rohren und/oder Leitungen, insbesondere elektrische Leitungen oder Wasserleitungen.
Die Informationen über den Soll-Zustand umfassen Text, Bilder und/oder 3D- Modelle, die Objekten zugeordnet sind, die in der Realität noch nicht existieren oder sich zumindest noch nicht an dem entsprechenden Ort befinden. Insbesondere umfassen die Informationen über den Soll-Zustand wenigstens eine Markierung für einen Abladepunkt von Waren, Maschinen und/oder Baumaterial, und/oder Details darüber, wie ein Terrain umzugestalten ist. Ferner können die Informationen über den Soll-Zustand Pläne, insbesondere 3D-Modelle von zu errichtenden Gebäuden, Straßen und/oder anderen Bauwerken umfassen.
Bei der Repräsentation handelt es sich um eine konkrete Art und Weise, die Informationen über den Ist-Zustand und/oder den Soll-Zustand darzustellen. Wie oben bereits erwähnt, kann dies beispielsweise mittels Text, Bildern und/oder 3D- Modellen erfolgen.
Die Repräsentation, also die konkrete Darstellung dieser Informationen, wird basierend auf den Umgebungsdaten und basierend auf den Positionsdaten in Abhängigkeit von der Lage und/oder der Orientierung der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität auf der Baustelle 10 ermittelt.
Die Repräsentation wird an die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität 26 übertragen und von dieser visuell dargestellt (Schritt S6).
Die Repräsentation wird dabei direkt in das Sichtfeld der Person 16 projiziert, und zwar derart, dass die Repräsentation vom Arbeitsbereich der Person 16 aus betrachtet mit dem zur Repräsentation zugehörigen Teil der Baustelle 10 überlagert wird. Anders ausgedrückt werden die Informationen über den Ist-Zustand und den Soll-Zustand im Sichtfeld der Person 16 direkt mit dem zugehörigen, real existierenden Objekt überlagert.
Auf diese Weise werden der Person 16 der Ist-Zustand auf der Baustelle 10 sowie der Soll-Zustand der Baustelle 10 vermittelt.
In Figur 1 ist eine mögliche Ausgestaltung einer solchen Repräsentation des Ist-Zustands sowie des Soll-Zustands dargestellt.
Die Repräsentation des Ist-Zustands umfasst hier, dass der Person 16 ein über dem entsprechenden Objekt schwebendes Textfeld bzw. Label, hier die Buchstaben "A", "B" und "C" eingeblendet wird. Alternativ oder zusätzlich können die entsprechenden Objekte farbig umrandet werden.
Die Repräsentation des Soll-Zustands umfasst hier, dass der Person 16 ein über der Abladestelle für das entsprechende Objekt schwebendes Textfeld bzw. Label eingeblendet wird, wobei das Label der Abladestelle dem Label des jeweils dort abzuladenden Objekts entspricht. Alternativ oder zusätzlich können die Abladestellen farbig markiert und/oder mit anderen Kennzeichnungen versehen werden, beispielsweise mit einem Kreuz.
In Figur 3 ist zu sehen, dass die Repräsentation auch Bilder umfassen kann, hier in Form eines Warnzeichens, das vor auf der Baustelle 10 befindlichen Arbeitern 34 warnt. Auf diese Weise wird dem Kranführer eine Sicherheitszone vermittelt, über der keine schwebenden Lasten bewegt werden dürfen.
In Figur 4 und 5 ist gezeigt, dass die Repräsentation des Ist-Zustands ein Gitternetz 36 umfassen kann, welches die Beschaffenheit des Geländes der Baustelle 10 darstellt. Ferner sind hier bereits im Boden befindliche Leitungen 38 durch ihr entsprechendes 3-D Modell dargestellt.
Zudem kann die Repräsentation des Ist-Zustands auch Betriebsparameter der Baumaschine 14 umfassen, hier dargestellt durch einen Zeiger 40. Beispielsweise umfassen die Betriebsparameter einen Öldruck, eine Geschwindigkeit der Baumaschinen 14 etc.
In Figur 5 und 6 ist eine weitere Repräsentation eines Ablagepunkts für Waren bzw. Baumaterialien gezeigt. Die Darstellung des Soll-Zustands, also des Abladepunkts, erfolgt hier durch eine Markierung am Boden, ein Textfeld "UNLOAD HERE" sowie einen Pfeil, der den Ablagepunkt anzeigt.
Die Einsatzgebiete und Vorteile der Anordnung 24 werden nachfolgend nochmals zusammengefasst.
In den Figuren 1 sowie 3 bis 7 sind Einsatzbereiche einer erfindungsgemäßen Vorrichtung direkt auf der Baustelle dargestellt. Zusätzlich können mithilfe von AR Datenbrillen bzw. AR Endgeräten auch in der Planungsphase einer Baustelle kritische Planungspunkte besprochen werden. Dabei wird ein BIM-Modell im Büro unter Nutzung von„shared experiences“ visualisiert, indem es zum Beispiel auf einen Tisch projiziert wird oder auf ein reales Modell überlagert wird, und erlaubt mehreren Beteiligten, wie beispielsweise Planer, Maschinenführer oder Bauherren, eine effiziente Planänderung.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass die Planung direkt danach auf die Baustelle vor Ort überlagert werden kann, um verschiedene Maßnahmen bereits im Vorhinein im echten Maßstab auf ihre Stichhaltigkeit zu prüfen. So kann in Echtgröße überprüft werden, ob die Planung von
• Zufahrtswegen,
• Baustelleneinrichtungen,
• Baustellenlogistik und
• Schutzmaßnahmen für angrenzende Grundstücke und Objekte, in der Realität durchführbar ist. Dies führt zu einer Senkung der Kosten bei nachträglichen Änderungen einer Planung, welche einfach im BIM-Modell angepasst werden kann.
Nach Beendigung der oben beschriebenen Planungsphase findet die erfindungsgemäße Vorrichtung ihre Anwendung in der Ausführungsphase. Dabei wird sowohl dem Bediener eines Geräts wie eines Baggers, Laders, Kran oder LKW, als auch dem Vorarbeiter, Baustellenleiter, Architekten oder Bauherren etc. mithilfe einer AR Datenbrille die Möglichkeit gegeben, auf Abruf alle relevanten Informationen eingeblendet zu bekommen. Einem Bediener eines Krans kann somit, wie in Fig. 1 dargestellt, die Position einer zu verladenden Last und die dazugehörige Abladeposition angezeigt werden. Dabei können mehrere Positionen gleichzeitig angezeigt werden, wobei die Last und die entsprechende Abladeposition mit dem gleichen Bezugszeichen beschriftet werden. Beispielsweise müssen die in Fig. 1 mit B bezeichneten Rohre an der Position B wieder entladen werden.
Ein großer Vorteil dabei ist, dass jegliche Planänderung im Büro sofort an der Baustelle ankommt. Dafür müssen die Daten zum Beispiel auf einer Cloud liegen, wodurch eine Aktualisierung ohne Zeitverzögerung möglich ist. Der Bediener eines Krans wie in Fig. 1 kann also sofort auf eine Planänderung reagieren und somit viele Zusatzarbeiten einsparen. Daraus resultiert im Endeffekt eine Zeit- und Kostenersparnis.
Fig. 3 zeigt eine weitere wichtige Anwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Ausführungsphase. Sensoren erlauben die Erfassung von Sicherheitszonen, wie zum Beispiel die in Fig. 3 dargestellten Arbeiter. Der Bediener eines Krans wird umgehend darauf aufmerksam gemacht, dass sich der Schwenkbereich des Krans in einer Sicherheitszone befindet und kann zeitgleich darauf reagieren.
Weitere anzeigbare Sicherheitsinformationen sind zum Beispiel der maximale Schwenkbereich von Baggerauslegern, wenn sich Gehwege oder Zufahrtsbereiche in der Nähe befinden, sowie Kollisionswarnungen in Zusammenspiel mit Positionsdaten der Maschinen und dem BIM Gelände.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen wie bei dem Bediener eines Baggers in einer Art virtuellem Cockpit mithilfe einer AR Datenbrille für seine Tätigkeit relevante Informationen zusammenlaufen. Das können die beispielshaft in Fig. 4 und 5 dargestellten Positionen von Gasleitungen sein, welche in Echtzeit aus dem BIM- Modell an den Bediener des Baggers übertragen werden und somit ein Abreißen der Leitungen verhindern. In einer allgemeineren Version werden dem Bediener einer Maschine alle Spartenpläne und Leitungen angezeigt. Dies führt zu einem großen Sicherheitsgewinn, wenn an Strom- oder Gasleitungen gegraben wird.
Des Weiteren können diese relevanten Informationen ein digitales Geländemodell sein, welche es dem Bediener eines Baggers ermöglichen, exakte Abgrabungen durchzuführen. Zusätzlich können an der Baggerschaufel Sensoren angebracht sein, die genau messen, an welchen Stellen bereits wieviel abgetragen wurde. Die Sensordaten können dann das BIM-Modell in Echtzeit aktualisieren und erlauben dem Bediener eines Baggers einen ununterbrochenen „Soll-Ist“- Vergleich.
Mithilfe der AR Datenbrille können noch weitere Sensordaten von den Anbaugeräten, wie zum Beispiel einem Verdichter am Baggerarm, angezeigt werden. Außerdem werden auch allgemeine Maschinendaten (zum Beispiel der Öldruck) angezeigt. Diese Daten werden natürlich auch im Stand der Technik auf Displays an den Maschinen angezeigt. Die Anzeige der Daten mit einer AR Datenbrille bringt aber einen zusätzlichen Sicherheitsgewinn, da der Maschinenführer somit alles im Blick hat und seine Augen nicht vom Geschehen entfernen muss, um auf einem externen Display die Maschinendaten zu kontrollieren.
Wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, stellt eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch ein virtuelles Navi für die Bediener der Maschinen bereit. So können beispielsweise einem LKW-Fahrer die genauen Fahrtwege angezeigt werden und, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, auch seine genauen Abladezonen. Dies ermöglicht dem LKW- Fahrer ein zielgerechtes Entladen seiner Fracht und bei möglichen Planänderungen eine Reaktion in Echtzeit, was wiederum in einer großen Zeit- und Arbeitsersparnis resultiert.
Mit einer AR Datenbrille kann nicht nur das BIM-Modell übertragen werden, sondern auch die Positionsdaten anderer Fahrzeuge sowie GPS-Daten im Allgemeinen. Dies erlaubt dem Bauleiter einen ständigen Überblick über die Baustelle zu haben und notfalls mittels Änderungen der BIM-Daten auf der Cloud ein Fahrzeug in Echtzeit umzulenken.
Des Weiteren können jederzeit diverse Pläne abgerufen werden, sofern etwas unklar ist. Auch Video-Chats mit den Architekten oder dem Bauleiter sind jederzeit möglich. Da diese im Normalfall nicht auf der Baustelle sind, wird so trotzdem ein ständiger Kontakt erlaubt. Die Architekten oder der Bauleiter haben außerdem die Möglichkeit Videostreams aus den Maschinen zu erhalten. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann in der oben beschriebenen Weise auch in einem Büro verwendet werden, um neuen Maschinenführern eine Vorbereitung bzw. ein Training zu ermöglichen. Dadurch können sie vor Ort direkt mit ihren Arbeiten beginnen, ohne eine lange Einlernphase zu benötigen. Daten von Maschinen, Leitungsplänen und Gefährdungszonen werden in einer Applikation gebündelt. Zusätzlich werden die BIM-Daten mittels einer AR Datenbrille als 3D-Modelle auf der Baustelle angezeigt. Daraus ergeben sich Vorteile für Bauunternehmern, OEMs, Architekten, Konstrukteure und vor allem für die Fahrer der Maschinen und die Arbeiter. Für alle Beteiligten sind sämtliche relevanten Baustelleninformationen auf einen Blick verfügbar, ohne verschiedene Pläne studieren zu müssen. Durch derart schnell und einfach verfügbare Informationen sind eine signifikante Zeitersparnis sowie effizienteres Arbeiten möglich. Alle Vorgänge und Neuerungen auf der Baustelle sind nachvollziehbar und transparent. Außerdem ergibt sich ein Plus an Sicherheit und Genauigkeit, beispielsweise durch die präzise Einhaltung von Sicherheitszonen.

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zu einer Überwachung und/oder zu einer Koordination einer Baustelle (10), wobei zumindest ein Sensor (30) Umgebungsdaten auf der Baustelle (10) ermittelt, wobei einer Person (16) mittels einer Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) ein Ist-Zustand auf der Baustelle (10) und/oder ein Soll-Zustand vermittelt werden bzw. wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) wenigstens eine Repräsentation des Ist-Zustands und/oder des Soll-Zustands zumindest eines Teils der Baustelle (10) derart darstellt, dass die wenigstens eine Repräsentation von einem vorgegebenen Arbeitsbereich aus betrachtet mit dem zumindest einen Teil der Baustelle (10) überlagert, zu dem die Repräsentation zugehörig ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Planungsdaten, insbesondere der Baustelle (10), bereitgestellt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Planungsdaten aus einer Bauwerksdatenmodellierung (BIM-Daten) stammen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die mittels des Sensors (30) ermittelten Umgebungsdaten und/oder die Planungsdaten verwendet werden, um den Ist- Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation zu ermitteln, insbesondere wobei die Umgebungsdaten mit den Planungsdaten verglichen werden, um den Ist-Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation zu ermitteln.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) den Sensor (30) umfasst und/oder eine Augmented Reality Brille und/oder ein Head-Up-Display umfasst und/oder in eine im Wesentlichen transparente Scheibe (28) integriert ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zumindest einen Sensor (30) Umgebungsdaten von einer an der Baustelle (10) befindlichen Maschine (14), auf der Baustelle (10) befindliche Personen, auf der Baustelle (10) befindliche Materialen, das Gelände auf der Baustelle (10) und/oder die Lage und/oder Orientierung der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität relativ hierzu ermittelt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des zumindest einen Sensors (30) mit Positionsbestimmungsdaten, insbesondere GPS-Daten und/oder Navigationsdaten, zur genauen Lokalisierung des Sensors verbunden werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planungsdaten auf einem Datenspeicher hinterlegt sind, insbesondere wobei der Datenspeicher mit der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) signalübertragend verbunden ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Zustand, der Ist-Zustand und/oder die wenigstens eine Repräsentation von der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) und/oder von einer externen Rechenvorrichtung ermittelt werden, die mit der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) signalübertragend verbunden ist.
1 1 . Anordnung zur Überwachung und/oder Koordination einer Baustelle (10), umfassend eine Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) mit welcher ein Ist-Zustand auf der Baustelle (10) und/oder ein Soll-Zustand vermittelbar sind und zumindest einen Sensor (30), zur Messung von Umgebungsdaten auf der Baustelle (10).
12. Anordnung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (24) einen Speicher mit Planungsdaten umfasst, beispielsweise der Baustelle (10), insbesondere mit Planungsdaten aus einer Bauwerksdatenmodellierung, beispielsweise wobei der Speicher mit Planungsdaten eine Bauwerksdatenmodellierung (BIM-Daten) umfasst.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Repräsentation des Ist-Zustands und/oder des Soll-Zustands zumindest eines Teils der Baustelle (10) derart darzustellen, dass die wenigstens eine Repräsentation von einem vorgegebenen Arbeitsbereich aus betrachtet mit dem zumindest einen Teil der Baustelle (10) überlagert, zu dem die Repräsentation zugehörig ist.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (24) ein Steuergerät aufweist, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, basierend auf den mittels des Sensors (30) ermittelten Umgebungsdaten und/oder basierend auf den Planungsdaten den Ist- Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation zu ermitteln, insbesondere wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, die Umgebungsdaten mit den Planungsdaten zu vergleichen, um den Ist-Zustand, den Soll-Zustand und/oder die Repräsentation zu ermitteln.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) das Steuergerät umfasst und/oder dass die Anordnung (24) eine in Bezug auf die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) externe Rechenvorrichtung umfasst, wobei die Rechenvorrichtung das Steuergerät umfasst.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (30) dazu ausgebildet ist, Umgebungsdaten von einer an der Baustelle (10) befindlichen Maschine (14), auf der Baustelle (10) befindliche Personen, auf der Baustelle (10) befindliche Materialen, das Gelände auf der Baustelle (10) und/oder die Lage und/oder Orientierung der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität relativ hierzu ermittelt werden.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (24) weiters zumindest eine Einrichtung (32), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Positionsbestimmungseinrichtung, Navigationseinrichtung, Kommunikationseinrichtung, Kollisionswarneinrichtung und Bildschirm aufweist.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) zumindest eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sicherheitszonen, verdeckte Leitungen, Wegen, Grundstücksgrenzen, Bodenart, Grundstückswerte, Bodenfeuchte und Konstruktionsdaten abbildbar sind.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (30) aus der Gruppe Bewegungssensoren, Abstandsmesser, Höhenmesser, fototechnische Apparatur, Infrarotsensor, Ultraviolettsensor oder dergleichen stammt.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Visualisierung erweiterter Realität (26) den Sensor umfasst und/oder eine Augmented-Reality-Brille und/oder ein Head- Up-Display umfasst und/oder in eine im Wesentlichen transparente Scheibe integriert ist, beispielsweise eine Augmented-Reality-Brille ist.
PCT/EP2020/051419 2019-01-28 2020-01-21 Verfahren zur überwachung einer baustelle WO2020156890A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19154044 2019-01-28
EP19154044.2 2019-01-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020156890A1 true WO2020156890A1 (de) 2020-08-06

Family

ID=65241192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/051419 WO2020156890A1 (de) 2019-01-28 2020-01-21 Verfahren zur überwachung einer baustelle

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020156890A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111914331A (zh) * 2020-08-07 2020-11-10 中国十七冶集团有限公司 一种基于bim+ar技术智能查找质量问题方法
DE102021203602A1 (de) 2021-04-13 2022-10-13 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuereinrichtung zum Betreiben einer Baumaschine
DE102021208682A1 (de) 2021-08-10 2023-02-16 Zf Friedrichshafen Ag Überwachungsverfahren und Steuereinrichtung zur Überwachung von Abrissarbeiten an einem Bauwerk
WO2023198454A1 (de) * 2022-04-11 2023-10-19 Peri Se Computerimplementiertes verfahren zur bereitstellung einer visuellen darstellung von soll- und ist-zuständen von konstruktionselementen bei der bauausführung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030014212A1 (en) * 2001-07-12 2003-01-16 Ralston Stuart E. Augmented vision system using wireless communications
US20150109509A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-23 Topcon Positioning Systems, Inc. Augmented Image Display Using a Camera and a Position and Orientation Sensor Unit
US20150199106A1 (en) * 2014-01-14 2015-07-16 Caterpillar Inc. Augmented Reality Display System
WO2019048866A1 (en) * 2017-09-06 2019-03-14 XYZ Reality Limited DISPLAYING A VIRTUAL IMAGE OF A CONSTRUCTION INFORMATION MODEL
EP3567341A1 (de) * 2018-05-08 2019-11-13 Leica Geosystems AG Augmented-reality-basiertes system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030014212A1 (en) * 2001-07-12 2003-01-16 Ralston Stuart E. Augmented vision system using wireless communications
US20150109509A1 (en) * 2013-10-22 2015-04-23 Topcon Positioning Systems, Inc. Augmented Image Display Using a Camera and a Position and Orientation Sensor Unit
US20150199106A1 (en) * 2014-01-14 2015-07-16 Caterpillar Inc. Augmented Reality Display System
WO2019048866A1 (en) * 2017-09-06 2019-03-14 XYZ Reality Limited DISPLAYING A VIRTUAL IMAGE OF A CONSTRUCTION INFORMATION MODEL
EP3567341A1 (de) * 2018-05-08 2019-11-13 Leica Geosystems AG Augmented-reality-basiertes system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111914331A (zh) * 2020-08-07 2020-11-10 中国十七冶集团有限公司 一种基于bim+ar技术智能查找质量问题方法
DE102021203602A1 (de) 2021-04-13 2022-10-13 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuereinrichtung zum Betreiben einer Baumaschine
DE102021208682A1 (de) 2021-08-10 2023-02-16 Zf Friedrichshafen Ag Überwachungsverfahren und Steuereinrichtung zur Überwachung von Abrissarbeiten an einem Bauwerk
WO2023198454A1 (de) * 2022-04-11 2023-10-19 Peri Se Computerimplementiertes verfahren zur bereitstellung einer visuellen darstellung von soll- und ist-zuständen von konstruktionselementen bei der bauausführung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019210970A1 (de) Visuelles assistenz- und steuersystem für einearbeitsmaschine
WO2020156890A1 (de) Verfahren zur überwachung einer baustelle
EP3437036B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum planen und/oder steuern und/oder simulieren des betriebs einer baumaschine
DE102019127644A1 (de) Verfahren zum definieren eines arbeitsbereichs für autonomes baufahrzeug
DE112016003423T5 (de) Baumanagementsystem und baumanagementverfahren
DE102014009165B4 (de) Fahrbarer Großmanipulator
DE112016000152T5 (de) Anzeigesystem einer Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine
EP1972896B1 (de) Mensch-Maschinen-Interface zur Pilotenunterstützung bei Start und Landung eines Fluggerät bei verminderter Außensicht
EP4220506A1 (de) Anordnung und verfahren zur inspektion eines objekts, insbesondere eines bauwerks
DE112009000727T5 (de) System und Verfahren zum Darstellen von topografischen Daten für eine Erdbewegungsoperation
DE112008000307T5 (de) Simulationssystem zur Verwendung mit Echtzeitmaschinendaten
DE102005037787A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtbarkeit für einen Maschinenbediener
DE102005026682A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Lokalisierung von Merkmalen auf einem elektronischen Arbeitsgeländeplan auf einem Arbeitsgelände
DE102006027202A1 (de) Kraneinsatzplaner
DE112013007100T5 (de) Navigationsvorrichtung
EP3543402A1 (de) Baumaschine zum erstellen oder bearbeiten einer strasse
EP4051982A1 (de) Verfahren und mobile erfassungsvorrichtung zur erfassung von infrastrukturelementen eines unterirdischen leitungsnetzwerks
Sanson Drone use in the construction industry leads to integration into the current civil and construction engineering technology curriculum
EP2682783B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Auswerten von Laserscans
DE112020000410T5 (de) Orientierungsausrichtung von erweiterten realitätsmodellen
DE112022000845T5 (de) Bauverwaltungssystem, Datenverarbeitungsvorrichtung und Bauverwaltungsverfahren
EP3581889A2 (de) Computerimplementiertes verfahren für die erstellung einer route für transport und durchführung von transport
DE102023109347A1 (de) System und verfahren zum erzeugen einer mehrschichtigen materialeigenschaftskarte
DE102022129804A1 (de) System und verfahren zur konfigurierung von augmented reality auf einer baustelle
DE102019116942A1 (de) Systeme und verfahren zur herstellung von befestigten flächen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20700840

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20700840

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1