Brückeninspektion mit Drohnen / UAV / UAS

11. Februar 2016

Brückeninspektion per Drohne / UAV / UAS. Bei einer Brückeninspektion profitieren Sie bei einer Drohnen-basierten Bauwerksprüfung vom Einsatz effizienter unbemannter Mikro-Flugsysteme (UAS). Entscheiden Sie fundiert anhand von hochpräzisen Inspektionsdaten, detaillierten Orthophotos, maßstabsgetreuen 3D-Modellen und setzen Sie auf kontinuierliche Deformationsprüfungen.

Brückeninspektion – von Report zu Report

Eine Brückeninspektion beginnt gewöhnlich mit der Begutachtung eines vorangegangenen Brückeninspektionsberichts. Einerseits, um möglichst alle relevanten Informationen zu sammeln, andererseits, um kritische Stellen sowie gegebenenfalls Vorschäden und Maßnahmen bei der eigenen Brückeninspektionsplanung direkt berücksichtigen zu können. Praktisch würde man dann die festgestellten Schäden und Maßnahmen überprüfen und den Ist-Zustand festzustellen, und ob Schäden beispielsweise in Schwere und Größe zugenommen haben. Das Team zur Brückeninspektion kann dann basierend auf diesen Fakten die bevorstehende Brückeninspektion angemessen planen und notwendige Vorkehrungen treffen. Natürlich ist es für die Brückeninspektion per Drohne hilfreich, wenn bereits eine Befliegung statt gefunden hatte und eine Flugmission mit Flugpfaden, Fotopositionen und Kameraeinstellungen bekannt sind. Dann ließe sich die Brückeninspektion mit einer professionellen Drohne ganz einfach automatisiert wiederholen.

In Zusammenarbeit mit Guido Morgenthal Technologien im Bauwesen hat Ascending Technologies verschiedene Bauwerksinspektionen und Vermessungen erfoglreich durchgeführt und gezeigt, was heute nicht nur möglich, sondern sehr effizient und hochwertig realisierbar ist – zumindest mit einer Drohne des Typs: AscTec Falcon 8.

Fliegende Bauwerksdiagnostik – Brücken- und Bauwerksinspektionen aus der Luft

Ein Inspektionsteam – zum Beispiel bestehend aus einem Bauingenieuren und einem Drohnenpiloten, und eventuell weiteren technischen Experten vom Denkmalschutz oder örtlichen Behörden – würde sich dann eine Aufstiegsgenehmigung organisieren, die Behörden und Verkehrsverantworliche oder auch Anwohner informieren, um den Einsatzort gemäß rechtlicher Vorgaben abzusichern. Meistens genügt zum Senkrechtstarten ein kleiner gesicherter Start- und Landeplatz. Je nach Beschaffenheit der Brücke genügen wenige kurze Flüge aus kurzer Distanz zum Bauwerk.

Der AscTec Falcon 8 ist eine in mehreren 1.000 Flugstunden bewährte Hochleistungsdrohne und fungiert als fliegendes Stativ. Positionieren Sie die Drohne einfach an einer geeigneten Position zwischen Gewässer / Ufer, Brückenpfeiler und Unterseite. Durch die hochauflösende Digitalkamera Sony Alpha 7R kann auf diese Weise jede noch so entlegene Stelle inspiziert werden. Ein professioneller Brückeninspekteur und Drohnendienstleister würde bei diese Aufnahmen systematisch vorgehen und einem vorab definiertem Raster mit verschiedenen Aufnahme-Distanzen und Winkeln folgen. Und davon hängt die Qualität der Brückeninspektion letztlich entscheidend ab.

Bei einer Bestandsdatenerfassung zur Brückeninspektion setzt das Ingenieurbüro Guido Morgenthal Technologien im Bauwesen (GMTIB) auf das Luftmessinstrument AscTec Falcon 8. Hier finden Sie zahlreiche weitere Fallbeispiele und Drohnenanwendungen des Dienstleisters: UAV-basierte Erfassung + Diagnostik von Bauwerken by GMTIB: http://www.gmtib.de/uav/gmtib_UAV2016.pdf

In Magdeburg hat GMTIB mit Norman Hallermann und Christian Ahrend lediglich ein Zwei-Mann-Team benötigt, um die Brückeninspektion durchzuführen. Pilot und Co-Pilot beflogen das Objekt in etwa 5 Meter Abstand vollständig. In wenigen Stunden. Über zwei Jahre hatte die Bauhaus-Universität Weimar im Rahmen eines Forschungsprojekts zahlreiche Bauwerke mit dem AscTec Falcon 8 erfolgreich beflogen. Guido Morgenthal Technologien im Bauwesen gründete sich in Folge dieses Projekts, um die Flutwelle an anfragen ansatzweise bedienen zu können.


Auftragsumfang der Brückeninspektion:

  • GPS-basierte Missions- und Routenplanung für die automatische Befliegung des Bauwerks
  • Vollständige Aufnahme der Bauwerksansichten und der Draufsicht mit High-Resolution-Luftbildern ohne Beeinträchtigung des fließenden Verkehrs
  • Detailaufnahmen von 43 einzelnen Ornamenten (Köpfe und Wappen)
  • Dokumentation des Bauwerkes und der Verzierungen als Grundlage für die Sanierungsplanung

Ergebnisse der Drohnen-Befliegung:

  • 3D-Rekonstruktion des Bauwerkes als georeferenzierte 3D-Punktwolke mit 1,3 Mrd. Punkten
  • Hochaufgelöste Orthophotos aller Ansichten mit 1 mm/Pixel
  • Steingenaue Bestandspläne der Nordost- und Südwest-Ansicht
  • Vermaschtes und texturiertes 3D-Modell des Bauwerkes mit 240 Millionen Polygonen
  • Maßstabsgerechte, farbgetreue 3D-Modelle aller Verzierungen mit jeweils ca. 10 Mio. Punkten: Je ca. 40 Bilder, Aufnahmezeit 4 Minuten, Dichte Punktwolke: 34.5 Mio. Punkte, Mesh: 101 Polygone, Messgenauigkeit: 0,5 mm
  • Datenaufbereitung für die Öffentlichkeitsarbeit der Stadt Magdeburg
  • Deformationsmonitoring: Datenspeicherung für zukünftige automatische Detektion von geometrischen Veränderungen durch wiederholte Befliegung (Studie erfolgreich durchgeführt)

Brückeninspektion & Wegpunktautomatik

Sichtbare Schäden wie Risse und Abplatzungen lassen sich nur aus nächster Nähe feststellen. Bauwerksprüfer müssen dazu nah am Bauwerk arbeiten, was sehr aufwendig und auch gefährlich werden kann. Industriekletterer, Hubsteiger, Gerüste, Kräne und Boote mussten Ingenieure dabei unterstützen an die verschiedenen kritischen Stellen einer Brücke zu gelangen. Jede Analyse war auf diese Weise zeitintensiv und mit hohen personellen und finanziellen Mitteln verbunden. Nun können Bauwerke und Infrastrukturobjekte wie Brücken vollautomatisiert beflogen werden. Nicht zu unterschätzen ist das Einsparpotenzial durch automatisierte Deformationskontrollen: Dank Wegpunktautomatik können Drohnen-Inspektionsflüge mit dem AscTec Falcon 8 exakt reproduziert und automatisiert durchgeführt werden. Schon geringe Veränderungen können dann detektiert werden.

Natürlich variiert der tatsächliche Aufwand einer Drohnen-basierten Brückeinspektion in Abhängigkeit vom Brückentyp, von der Brückengröße und Beschaffenheit.

Bridge inspection & much more

Eine zivile Drohne wie der AscTec Falcon 8 – als hochwertiges unbemanntes Messinstrument – könnte in der Bauindustrie universell eingesetzt werden: Von der Vermessung der Fläche in der Bauplanungsphase, über die Dokumentation der Baustelle, bis zur Bauabnahme und schließlich der regelmäßigen Deformationskontrollen und Bauwerksprüfungen im Rahmen von Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen, zum Denkmalschutz oder zur Energieeffizienz-Kontrolle. Für die Bauindustrie ist eine zuverlässige Sensorplattform wie der AscTec Falcon 8 eine universelle Arbeitsmaschine.



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