Digitale Bestandserfassung – Das BIMKIT-Team im Interview

Die Bundesanstalt für Immobilienaufgaben (BImA) hatte am 12.01.2022 die ehemalige Dienststelle des Bundesministeriums des Innern und für Heimat (BMI) für eine Bestandserfassung zur Verfügung gestellt. Auch das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) bot am 03.03.2022 die Dienststelle in Berlin für eine Datenerfassung an. BIMKIT nutzte diese Chance für einen weiteren Schritt in der digitalen Bestandserfassung.

Zum Vorgehen und zur Auswertung der Bestandserfassung interviewten wir die BIMKIT-Projektmitarbeiter des Lehrstuhls Informatik im Bauwesen (Ruhr-Universität Bochum) Angelina Aziz, Benedikt Faltin und Phillip Schönfelder.

 Das BIMKIT-Team vor dem BMI (Bild:@IIB@RUB)

Was war das Ziel der Reise und welche Projektpartner waren noch dabei?

Phillip Schönfelder: Die KI-Methoden, die im Rahmen von BIMKIT entwickelt werden, benötigen realistische Trainingsdaten, um verlässliche Ergebnisse zu liefern. Deshalb haben wir echte Gebäude mithilfe von Laserscannern vermessen. Vor Ort waren auch MitarbeiterInnen von eTASK Immobilien Software, Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI), Hottgenroth Software AG, planen-bauen 4.0 GmbH.

Inwiefern ist die Bestandserfassung für BIMKIT relevant? Was erhofft ihr euch?

Phillip Schönfelder: Je mehr Daten wir zum Training der KI-Modelle zur Verfügung haben, desto besser. In diesem Fall geht es primär um das Aufzeichnen der Innenraumgeometrien. Wir entwickeln in BIMKIT Verfahren, um aus diesen rohen Messdaten nutzbare Gebäudemodelle zu erzeugen – und zwar nicht händisch, sondern automatisch.

Welche Technologie habt ihr für die digitale Bestandserfassung verwendet? Wie hat das jeweils funktioniert und worauf muss man achten?

Phillip Schönfelder: Wir verwenden zwei verschiedene Typen von LiDAR-Scannern. Der Leica RTC360 wird zu Beginn einer Messung platziert und vermisst dann mit hoher Genauigkeit den umlegenden Raum. Unterstützend haben wir auch den BLK2Go-Scanner immer mit dabei, der sich als kompaktes und tragbares Gerät hervorragend dazu eignet, verwinkelte Umgebungen zu erfassen.

Warum benutzt ihr einen Roboterhund? Was kann dieser, was andere Technologien nicht können?

Benedikt Faltin: Unsere Roboterhündin, wir haben sie RUBy getauft, ermöglicht es uns, die Scans vom Bauwerk remote, also aus der Entfernung, aufzunehmen. Da der Roboter über eine autonome Routenverfolgung verfügt, kann die komplette Aufnahme das Bauwerks sogar vollautomatisch erfolgen.

RUBy, die Roboterhündin (Bild:@IIB@RUB)
Scan eines Feuerlöschers (Bild:@IIB@RUB)

Welche Daten bekommt man als Ergebnis?

Benedikt Faltin: Resultate des Laserscans sind Punktwolken. Also ein Datensatz von Punktkoordinaten, die zusätzlich noch weitere Informationen wie Farbwerte, Intensitätswerte usw. beinhalten.

Wie geht es nach dem Termin nun weiter? Wurden die Daten bereits ausgewertet?

Benedikt Faltin: Die Punktwolken sind noch nicht registriert. Das bedeutet, die Scans sind noch nicht relativ zueinander positioniert. Mit den Softwareprogrammen und etwas manuellem Aufwand lässt sich dies aber leicht bewerkstelligen, sodass am Ende eine Punktwolke für die gesamte aufgenommene Fläche entstanden ist.

Inwieweit hilft die Auswertung dem Projektfortschritt? 

Angelina Aziz: Bei der Auswertung der aufgenommenen Daten muss zusätzlich die Qualität der Daten geprüft und gesichert werden. Dies ist wichtig für die einzelnen KI-Dienste im Projekt, da die KI nur das lernt, was man ihr vorlegt. Fehlerhafte Daten führen zu einer fehlerhaften Performance der trainierten KI.

Wie sähe denn die ideale und am besten funktionierende Version der digitalen Bestandserfassung aus?

Angelina Aziz: Die optimale digitale Bestandserfassung dokumentiert das gesamte Bauwerk lückenlos – egal mit welchen Erfassungsmethoden. Aus den erfassten Daten entsteht ein Gesamtbild, welches den aktuellen Zustand des Bauwerks vollständig und im besten Fall direkt digital als 3D-Modell abbildet.

Save the Date: BIMKIT-Jahrestagung 2022

Nach einem Jahr intensiver Forschung am Projekt BIMKIT möchten wir nun die ersten Ergebnisse präsentieren. Das Ziel von BIMKIT ist es, Künstliche Intelligenz (KI) und Cloud-Computing für die Bauindustrie einfacher anwendbar zu machen. Besuchen Sie uns bei unserer ersten Jahrestagung in Berlin und erfahren Sie mehr zum aktuellen Forschungsstand.

Was können wir? Wie ist KI einsetzbar?

Bei der BIMKIT-Jahrestagung werden wir bisher Erreichtes präsentieren und über Weiterentwicklungen und zukünftige Trends in der KI und ihre Einsatzmöglichkeiten in der Bauwirtschaft sprechen. Am Nachmittag werden durch die Konsortialpartner erste Prototypen im Ausstellerforum vorgestellt. Werfen Sie schon jetzt einen Blick in das vorläufige Programm.

Melden Sie sich bereits jetzt an – die Teilnahme ist kostenfrei.

Folgende Highlights erwarten Sie:

  • Keynote: „Zukünftige Trends in der KI und Einsatzmöglichkeiten im Bauwesen“ Dr. Wojciech Samek (Fraunhofer HHI)
  • Podiumsdiskussion zum Thema „Bestandserfassung: Quo Vadis?“
  • Ausstellerforum mit Demonstration erster Prototypen und Konzepte

Wir freuen uns auf Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus Forschung, Wirtschaft, Politik und nicht zuletzt Bauwirtschaft. Tauschen Sie sich mit uns über die Datenerfassung von Gebäuden und Infrastrukturen, über BIM-Modelle, Datensouveränität und Datenschutz sowie weitere Themen rund um KI-gestützte und Cloud-Computing basierte BIM-Anwendungen aus.

Seien Sie dabei und diskutieren Sie mit. Wir freuen uns auf Sie!

Vorstellung des Projekts beim „AI & Data Lunch“

Prof. Dr.-Ing. Peter Eisert (HU Berlin und Fraunhofer HHI) hat auf der 16. Ausgabe des „AI & Data Lunch“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) Mitte März das Projekt sowie einige Ergebnisse vorgestellt.

In seinem Vortrag „KI-basierte Erzeugung von digitalen Bauwerkszwillingen für die Bauwirtschaft“ gab er Einblick in die Informationsextraktion aus Fotos, 3D-Punktwolken und Bauplänen für die Erstellung von 3D-BIM-Modellen für Bestandsgebäude. Er zeigte auf, wie die einzelnen Daten mittels KI-Methoden klassifiziert, lokalisiert und segmentiert sowie Methoden der Erklärbarkeit genutzt werden können, um das manuelle Klassifizieren von Bilddaten für Trainingsdaten zu vermeiden. Darüber hinaus präsentierte er erste Ansätze zur Klassifikation von Elementen in Vektordaten (CAD-Pläne).

Im Rahmen des AI & Data Lunch der Begleitforschungen zu den Technologieprogrammen „Smarte Datenwirtschaft“ und Innovationswettbewerb „Künstliche Intelligenz“ des BMWK wird monatlich ein Einblick in die Zwischenergebnisse eines bestimmten Projekts gegeben. Anschließend werden die Ergebnisse zur Diskussion gestellt.

Prof. Dr.-Ing. Peter Eisert ist Professor für Visual Computing an der Humboldt Universität zu Berlin und leitet darüber hinaus die Abteilung „Vision & Imaging Technologies“ am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) in Berlin. Seine Forschungsinteressen sind u.a. Computer Vision, Computer Graphik, Deep Learning, 3D-Bild- und Videoanalyse bzw. -synthese, Gesichtsverarbeitung, AR in Anwendungsbereichen wie Multimedia, Medizin, Produktion und Bau.

Vortrag „Mit KI geprüft – neue Wege der Bestandserfassung“

Unsere BIMKIT-Projektmitarbeiterin Angelina Aziz (Lehrstuhl Informatik im Bauwesen an der Ruhr-Universität Bochum) hat beim BIM-Wintermeeting des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Planen und Bauen die Möglichkeiten Künstlicher Intelligenz (KI) für die Bestandserfassung vorgestellt.

In Ihrem Vortrag „Mit KI geprüft – neue Wege der Bestandserfassung“ gab sie zunächst eine Einführung in das Thema KI und die verschiedenen Methoden des maschinellen Lernens. Danach stellte sie BIMKIT und das Vorgehen zur Generierung von Digital Twins vor. Vor allem die Digitalisierung der Bestandsmodellierung gewinnt auch für kleine und mittlere Unternehmen zunehmend an Bedeutung. So können KI-Verfahren eine effiziente Auswertung von Fotos, Punktwolken und Dokumenten ermöglichen. Daher hat sich BIMKIT zum Ziel gesetzt, die Erstellung von digitalen Zwillingen erheblich zu beschleunigen und deren Qualität zu steigern.

Um anschaulich darzustellen, wie sehr KI die Auswertung von Daten beschleunigt, und welche Mehrwerte dies für die Anreicherung von BIM-Modellen bietet, erarbeitet Aziz derzeit einen Demonstrator, der die Detektion von Brandschutzelementen in Fotos visualisiert.

Wir freuen uns, dass dieses Thema bei knapp 90 Teilnehmenden entlang der gesamten Wertschöpfungskette Bau auf Interesse gestoßen ist und über die Chancen, die sich durch die neuen Kontakte ergeben.