Augmented Reality:Computer auf der Nase

VR auf der Baustelle

Alles im Blick? Neue Technologien verändern den Alltag auf der Baustelle.

(Foto: Anymotion)

Einfach eine Brille aufsetzen, statt Pläne auf die Baustelle zu schleppen - Smart Glasses sollen den Alltag leichter machen.

Von Gabriela Beck

Ein wenig befremdlich wirkt die Szene schon: Da steht ein Techniker im Blaumann mitten in einem Büroraum, setzt sich ein klobiges Gerät auf die Nase, das stark an eine Skibrille erinnert, dreht den Kopf ein wenig, hebt die Hände wie ein Dirigent und - beginnt ein elegantes Fingerballett. Was macht der Kerl da in dem Youtube-Video bloß?

Er orientiert sich mit einer Datenbrille interaktiv im Raum, greift nach imaginären Objekten vor seinen Augen und verschiebt sie. So ähnlich wie Tom Cruise im Sci-Fi-Thriller "Minority Report", nur dass dies in der Gegenwart geschieht.

Augmented Reality oder abgekürzt AR, die computeranimierte Erweiterung der menschlichen Wahrnehmung, wird bereits erfolgreich in Museen eingesetzt oder auf Stadtführungen, bei denen virtuelle Figuren die echte Umgebung bevölkern. Nun soll die Technik auch auf Baustellen und als Wartungshilfe genutzt werden.

Der Nutzer schaut durch ein transparentes Display in die echte Welt

Im Unterschied zu VR-Brillen, wie sie bei Computerspielen zum Einsatz kommen, findet die Interaktion bei AR-Geräten nicht in einer virtuellen, vom Computer generierten Umgebung statt. Stattdessen schaut der Nutzer durch ein transparentes Display in die echte Welt. Passend zum realen Bildausschnitt werden in der Brille zusätzliche Informationen eingeblendet. Anhand von Markern kann sich das Gerät in der Umgebung orientieren und passende digitale Ergänzungen aus seiner Datenbank abgreifen.

Mit solchen Smart Glasses könnten Handwerker und Monteure auf großen Baustellen zielsicher zum Einsatzort navigieren und sich dort Schritt für Schritt anzeigen lassen, was an einem bestimmten Bauteil zu tun ist. Auch Planungsfehler würden leichter bemerkt werden, wenn AR-Geräte Planungsdaten verschiedener Gewerke gleichzeitig darstellen. Knoten in der Leitungsführung etwa.

Wie hilfreich Augmented Reality in der Praxis sein kann, hat Kälteanlagenbauer Eike Spreen bereits erfahren. Der Meister hat beim Projekt KlimAR des Instituts für Produktion und Logistik an der Universität Bremen als Testhandwerker eine neue Entwicklung begleitet. Die verschmilzt 2D-Pläne und den echten Raum zu einer interaktiven halb-virtuellen, halb-realen Umgebung.

Die Brille speichert alle Korrekturen im CAD-Format, ein Ausmessen ist überflüssig

"Erst vor Kurzem hatte ich eine Wartung in einem Gebäude, da hieß es wieder einmal Ordner wälzen und Brandschutzklappen suchen", erzählt Spreen. Mit dem KlimAR-System hätte er sich das sparen können. Er hätte sich Microsofts AR-Brille HoloLens direkt vor Ort aufgesetzt, und schon hätte ihm das Display die Leitungen, Schächte und Kabel hinter der abgehängten Decke gezeigt. Eins zu eins und in der korrekten Perspektive. Wo man zum Beispiel die Schlitze der echten Luftdurchlässe sieht, werden sie auch von den zugehörigen Symbolen aus dem Plan überlagert. Vorausgesetzt die CAD-Plandaten wurden vorher auf die Brille eingelesen. CAD oder "Computer Aided Design" ist in der Baubranche Standard. Um ein gesuchtes Bauteil zu finden, hätte Spreen dann nicht erst Dokumente aus der Planungsphase des Gebäudes studieren und Pläne abgleichen müssen - und damit viel Zeit gespart.

Sinnvoll sei der Einsatz der Technologie auch am Neubau, sagt der Testhandwerker: "Durch die unterschiedlichen Gewerke, die an einem Bau beteiligt sind, ändern sich die Gegebenheiten vor Ort während der Bauphase auch mal." Da ist dann vielleicht ein zusätzlicher Träger im Weg, und Leitungen müssen anders gelegt werden, als ursprünglich geplant. Praktischerweise verfügt das KlimAR-System über die Funktion, einzelne Planelemente auf der Baustelle per Fingergeste in der Luft anzuwählen und zu verschieben. So wird sofort ersichtlich, ob eine Änderung praktikabel ist. Die Brille speichert alle Korrekturen im CAD-Format, ein Ausmessen ist überflüssig. Auf diese Weise ist der Planstand immer aktuell, Fehlerquellen werden minimiert.

Damit die Brille die Informationen am richtigen Ort einblendet, muss sie genau wissen, wo sie sich befindet und was sie gerade sieht. Im Moment muss der Nutzer dazu noch mindestens zwei Punkte im Raum im System eingeben, die auch in den Plandaten hinterlegt sind, die sogenannten Marker. Dann kann die Brille ihre dreidimensionale Position im Raum berechnen und die Pläne zur Deckung bringen. Beim KlimAR-System funktioniert diese Kalibrierung inzwischen auf fünf Zentimeter genau. Aber sie ist umständlich.

Smart Glasses haben eine geringere Rechenleistung als Smartphones. Die Anwendung muss noch effizienter werden

Markus König, Leiter des Lehrstuhls für Informatik im Bauwesen an der Ruhr-Universität, arbeitet mit seinem Team an Algorithmen, die Smart Glasses künftig automatisch und in Echtzeit ihren Standort bestimmen lassen. Dazu füttern sie ihr AR-System mit einem digitalen 3D-Modell eines Gebäudes. Der Nutzer braucht sich dann nur einmal kurz im Raum umsehen, während die Kamera Bilder aufnimmt. Diese werden dann mit dem Modell abgeglichen. Möbel stören dabei nicht. Es genügt, wenn die Kamera ein paar markante Punkte erwischt, etwa Raumkanten oder Fenster. Das klappt bereits auf dem Smartphone. Smart Glasses haben aber eine geringere Rechenleistung. Die Anwendung muss also noch effizienter werden.

Das Unternehmen AnyMotion, spezialisiert auf visuelle Konzepte, hat die KlimAR-Technologie im vergangenen Jahr weiterentwickelt. Sie läuft nun auf der HoloLens 2. Das heißt: bessere Auflösung und schnellere Rechenleistung. "Zwar ist die Brille auch 3D-fähig, da aber 90 Prozent aller Planzeichnungen immer noch in 2D angefertigt werden, sind wir zweidimensional geblieben", sagt Geschäftsführer Frank Bischoff. Neu dazugekommen ist eine Anwendung für die Microsoft-Konferenz-Plattform Teams. Damit können künftig Planabstimmungen auch über räumliche Distanzen hinweg visuell durchgeführt werden. Der Fachplaner im Büro sieht, was der Bauleiter auf der Baustelle sieht: den realen Raum mit den eingeblendeten Plänen.

© SZ
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