Projectpartners overheid: VLAIO (met clusters EUKA, BIM en Bouwindustrialisatie)

Projectpartners privé: nog te definiëren partners

Projectpartners kennisinstellingen: WTCB, andere mogelijke partners => kennisinstellingen met expertise op het vlak van beeldanalyse

Projectduur: 2 jaar

Status: Concept

Projectidee en algemeen projectdoel

Op basis van een gedigitaliseerd bouwproces – hetgeen bij veel bouwbedrijven in opstart is – ontstaan er tal van mogelijkheden voor nieuwe applicaties die daar op in kunnen spelen, zowel bij de voorbereiding, de fabricage, de montage en de controles en het onderhoud achteraf. Daarbij moeten er vaak gegevens of meetpunten verzameld worden, en drones zouden deze taak substantieel kunnen vereenvoudigen op een geautomatiseerde wijze. Eén van de uitdagingen zit in het faciliteren en/of automatiseren van de verwerking van deze meettaken, en het combineren van verschillende types van metingen, om ze op een natuurlijke wijze te integreren in het bouwproces.

Dit project focust op het gebruik van drones om diverse types van metingen uit te voeren op bestaande gebouwen en gebouwen in opbouw, op de verdere verwerking van deze metingen, en op de integratie van de verwerkte metingen of detecties in het brede bouwproces. Drie toepassingsdomeinen worden geviseerd:

1. Bestaande gebouwen: opmeting op basis van fotogrammetrie (beelden) of laserscanning van de bestaande situatie en (deels) geautomatiseerde verwerking als startpunt voor BIM-ontwerpplannen en productieplannen allerhande. Goed verwerkte opmetingen kunnen bijvoorbeeld snel leiden tot productieplannen voor pakweg prefab renovatiegevels, of meetstaten voor dakrenovaties. In uitbreiding hiervan kunnen andere meettechnieken gebruikt worden zoals thermografie en multispectraalmetingen, om andere soorten informatie op het 3D-model te kunnen plotten. Naast de opbouw van een dimensioneel model, geeft dit soort technieken waardevolle informatie over de staat van het gebouw (“conditiemeting”), waardoor de benodigde verbouwings- of renovatieactiviteiten nog beter ingeschat kunnen worden.
2. Nieuwe gebouwen/werven: het herhaaldelijk – en waar mogelijk geautomatiseerd – opmeten van de situatie in opbouw, met als doel het herhaaldelijk opslaan van een vereenvoudigde “as-built”-situatie, zodat de vooruitgang van de werf gevisualiseerd en gedocumenteerd wordt (door te linken met het BIM-model). Het startpunt is een vereenvoudigde “as-built”-situatie – eigenlijk meer een snelle distillatie van een dimensionele layer uit de puntenwolk – die stelselmatig verbeterd kan worden (zie uitdaging “a” hieronder). In tweede instantie wordt geanalyseerd of en hoe deze opeenvolgende as-built-situaties gebruikt kunnen worden voor een controle van toleranties, door permanente onderlinge vergelijking en/of vergelijking met ontwerpplannen (indien die in 3D-vorm of BIM aanwezig zijn). Tenslotte kan deze informatie ook ingeschakeld worden om de globale vooruitgang van de werf rudimentair te schetsen.
3. Bouwwerven in het algemeen: de diverse meettechnieken gekoppeld aan een drone kunnen niet enkel gebruikt worden om dimensies of condities in kaart te brengen, maar ze zouden ook materiaal of materieel kunnen herkennen dat voorzien is van een duidelijke markering zoals bijvoorbeeld een QR-code.

De uitdagingen voor deze geviseerde toepassingsdomeinen en acties zijn voornamelijk de volgende (en vormen ook onmiddellijk de “leverbaarheden” van het project):

1. Verduidelijken van de volledige werkwijze van opmeting via drones over verwerking tot bruikbare 3D-modellen tot integratie in dagdagelijkse bouwprocessen (voor de 3 toepassingsdomeinen). Naast het stroomlijnen van dit proces, houdt het ook in dat per stap aanbevelingen en criteria worden opgesteld (bvb. ivm nauwkeurigheden en toleranties, kwaliteitscontroles en verwerkingsprincipes) waarnaar verwezen kan worden in diverse bestekteksten of offertes. De bedoeling is dat de gebruikers (bvb. aannemers en architecten) op een uniforme manier kunnen aangeven wat bijvoorbeeld de vereisten zijn voor een bepaalde scanopdracht, verwijzend naar een handleiding of referentiedocument. Per type toepassing moet ook bepaald worden wat minimale vereisten zijn voor de opgeleverde data, om bvb. tot architectuurplannen of productieplannen te komen. Dit kan gekoppeld worden aan een classificatie. Voor de aanbieders van diensten is dit dan het startpunt om apparatuur, vlucht en verwerking op af te stemmen.
2. Geautomatiseerde of sterk vereenvoudigde verwerking van meetgegevens tot bruikbare data voor het verdere bouwproces. Manuele acties zoals het overtekenen van lijnen vanuit de puntenwolk in een CAD-formaat moet zo veel mogelijk vermeden worden. Het project wil hierin een duidelijke stap voorwaarts zetten, zonder evenwel een volledige automatische en autonome omzetting van puntenwolken (gebaseerd op foto’s/beelden) te willen nastreven.
3. Het verhogen van de nauwkeurigheid van de uiteindelijk opgeleverde modellen, opdat ze relevant worden voor tolerantiecontroles.
4. Het eenvoudig combineren van verschillende types van metingen: dus het toevoegen van andere types van metingen aan het dimensionele model
5. Het afleiden van versnelde en intuïtieve interpretaties voor specifieke en eenvoudige meetsituaties, waar geen “full scan” nodig is (bvb. controle van een beperkt aantal maten voor schrijnwerk ed).

In enkele demonstratie-acties werden dit soort metingen en bepaalde verwerkingen reeds geïllustreerd, maar enerzijds vroeg dit nog vrij veel manuele bewerkingen en interpretaties, en anderzijds ging het slechts over enkele punctuele demonstraties voor een techniek die – mits verfijnd – in gans de bouwsector onmiddellijke ingang zou kunnen vinden, en vervolgens motor kan zijn voor nieuwe toepassingen (zoals objectherkenning, terugkoppeling naar het BIM-model, ondersteuning van planningstools, enz.).

Het project bestaat uit een stuk kennisopbouw, en een stuk toepassingsgerichte ontwikkeling en demonstratie.

In het luik kennisopbouw wordt gefocust op verschillende wijzen om de bekomen beelden en puntenwolken om te zetten naar relevante formaten die momenteel in gangbare softwarepakketten bij aannemers, ontwerpers en toeleveranciers gebruikt worden (CAD, maar ook andere), met een minimum aan manuele tussenkomst, en indien mogelijk in realtime, of met een zo beperkt mogelijke vertraging. Verder zal ook de aandacht gaan naar het opdrijven van de nauwkeurigheid, en de koppeling met lokalisatie. In het luik toepassingsgerichte ontwikkeling en demonstratie wordt het volledige proces doorlopen voor een 10-tal verschillende werven, en wordt een protocol geschreven om dit te documenteren, en om brede toepassing mogelijk te maken.