Präzise Positionsmessungen auf Baustellen oder in überwachten Bestandsbauten liegen in der Regel in der Verantwortung von Vermessungsingenieuren. Deren Netz von Kontrollpunkten dient als Grundlage für alle weiteren Messungen. Allerdings gibt es derzeit keinen standardisierten Prozess, um diese Geometrieinformationen anderen Baubeteiligten zur Verfügung zu stellen.
Normung für neuen Typ Vermessungsmarke
Mit einem CEN Workshop Agreement (CWA) haben nun Bau- und Vermessungsingenieure, Drohnenwissenschaftler, VR-Spezialisten, BIM-Manager und BIM-Software-Spezialisten genau dafür spezielle Positionsmarker entwickelt und die entsprechenden Prozesse beschrieben. Fokus war eine einfache, praktische Lösung, die den Projekten zudem ausreichend Freiheit zur Anpassung auf ihre Bedürfnisse gewährt.
Neue digitale Technologien
Die Digitalisierung der Baubranche hat zahlreiche neue digitale Technologien auf die Baustellen und in die bestehende Infrastruktur gebracht. Dabei reicht das Spektrum von einfachen digitalen Messungen, Laserscanning und Qualitätskontrollen über die Navigation von Robotern und (teil-)autonomen Fahrzeugen bis hin zu Visualisierungsaufgaben mittels Augmented- und Virtual-Reality-Systemen (AR/VR). Jede dieser Anwendungen ist auf präzise Geometrieinformationen über ihre eigene Position und Ausrichtung angewiesen.
Es gibt jedoch derzeit keine gemeinsamen Standards: Die Geräte und Anwendungen nutzen verschiedenste, oft proprietäre optische Muster, „Tags“, – am bekanntesten sind die schwarz-weißen Schachbrettzielmarken, wie sie im Laserscanning verwendet werden. Zudem verwenden die Applikationen auch jeweils eigene Datenformate und Verarbeitungsstrategien. Dadurch finden sich heute in Baustellen eine Vielzahl unterschiedlichster, verstreuter Markierungen, die nur jeweils für eine Firma nutzbar sind und die auch nur grob eingemessen wurden. Hier bieten nun die Positionsmarker des CWA eine gute Lösung, um die präzise Vermessung den anderen Gewerken zur Verfügung zu stellen.
Einsatz der Positionsmarker ist einfach und vorteilhaft
Der Einsatz der Positionsmarker läuft wie folgt ab:
- Der Technische Manager des Projekts legt das Layout der Marker fest: Position, Größe und Nummerierung werden nach den Bedürfnissen des Projekts bestimmt. Falls schon bekannt ist, welche digitalen Applikationen zum Einsatz kommen werden, können deren Tags ebenfalls bereits jetzt eingebunden werden. Das Workshop-Agreement empfiehlt, die gemessenen Koordinaten nahe beim Positionsmarker maschinenlesbar bereitzustellen, beispielsweise über einen QR-Code. Wird so ein Daten-Readout eingerichtet, dann können die entsprechenden Auslese-Tags (QR-Code, allenfalls RFID-Tag) auch jetzt schon eingebunden werden.
- Die Marker werden zusätzlich zu den Zielmarken, die der Vermesser für seine eigenen Zwecke benötigt, im Bauwerk befestigt. Im Allgemeinen befinden sie sich an vertikalen Wänden und etwa in horizontaler Ausrichtung. Der Vermesser misst die Position beider Zielmarken und stellt diese den authorisierten Firmen auf der Baustelle zur Verfügung. In der einfachsten Variante darf das ein Ascii-File sein. Wenn Auslese-Tags wie QR-Codes verwendet werden, dann werden die Daten dort hinterlegt. Für BIM-Projekte wird zudem die Einrichtung eines Markermodells innerhalb des Vermessungsmodells empfohlen.
- Alle authorisierten Parteien können nun für ihre eigenen Anwendungen auf der Baustelle auf diese Positionsdaten zugreifen. Sollten neue Applikationen für ihre Tags genaue Positionen benötigen, können sie diese an den bereits bestehenden Markern befestigen und an deren Raster ausrichten.
- Das Auslesen der Daten kann projektspezifisch gelöst werden. Das CWA definiert nur eine minimale Datenmenge und bietet optional diverse Kenngrößen an. Projektspezifische Ergänzungen sind selbstverständlich möglich.
Viel Freiheit fürs Projekt, minimaler Einstiegsaufwand
Das CWA gibt zwar Empfehlungen für die Gestaltung der Marker, es erlaubt aber große Freiheit bezüglich ihrer Gestaltung. Sie können so problemlos auf besondere Projektbedürfnisse angepasst werden.
Die Verwendung der Positionsmarker ist vorteilhaft:
- Auch bei komplexen oder großen Bauwerken greifen alle Gewerke auf die selben Geometriedaten zu. Doppelarbeiten und Fehler werden vermieden.
- Die Vermessung und die Verwaltung der Vermessungsdaten liegt in den Händen der beauftragten Vermessungsingenieure bzw. des Technischen Managers. Sie sind immer präzise und aktuell.
- Über das BIM-System oder Auslese-Tags können autorisierte Nutzer, korrekte und einheitliche Messdaten abrufen. Auf Wunsch können die Daten natürlich auch passwortgeschützt werden.
- Die digitalen Applikationen können sofort im Projektkoordinatensystem arbeiten und liefern ihre Daten auch im korrekten Bezugssystem.
Im Workshop Agreement (CWA 18046) werden
- die Eigenschaften geeigneter Positionsmarker definiert und Beispiele gegeben;
- aufgezeigt, wie im Projektverlauf präzise Positionsdaten für beliebige, benötigte Tags bereitgestellt werden können;
- eine einfache, automatisierte Datenübertragung mittels Auslese-Tags, z. B. QR-Codes definiert;
- ein einfacher, minimaler Datensatz sowie optionale weitere Datenfelder beschrieben.
Die Positionsmarker und deren Verwendung wurden ursprünglich im Rahmen des BIMprove-Projekts des EU Horizon2020-Programms (Nr. 958450) entwickelt und getestet. Zur Erstellung des CWA haben weitere Experten beigetragen. Feedback ist willkommen und wird im weiteren Normungsprozess berücksichtigt. Man wende sich mit seinen Erfahrungen direkt an das Deutsche Institut für Normung.
Weitere Informationen unter: www.bimprove-h2020.eu/marker/