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Drohnen zur Bauwerksanalyse

Anhand konkreter Untersuchungen an Referenzobjekten konnte durch das Forschungsprojekt das bisher ungenutzte Potenzial moderner kleiner Flugdrohnen zur kostengünstigen Inspektion besonders schwer zugänglicher Bauwerksteile herauskristallisiert werden. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Bewertung der Qualität von Bild- und Videodaten zur Identifizierung typischer Bauwerksschäden. Dafür wurden bei dem ungewöhnlichen Forschungsprojekt ausschließlich unbemannte, elektrisch betriebene, senkrecht startende und landende, sogenannte VTOL Vertical Take Off and Landing Fluggeräte mit einem maximalen Gesamtgewicht von bis zu 5kg eingesetzt.

Basis des Projekts war eine umfassende Bestandsaufnahme und kritische Untersuchung zu möglichen Einsatzszenarien von UAV an Bauwerken. Grundlage dafür war zunächst die Auswahl relevanter Bauwerksklassen. Dazu wurde jeweils ein konkretes Bauwerk aus den Kategorien Hochbauwerke, historische Bauwerke, Industriebauwerke und Ingenieurbauwerke ausgewählt. Für jedes Gebäude wurden die bauwerksspezifischen Eigenschaften wie geografische Lage, Geometrie, Material und Oberflächenbeschaffenheit erfasst und die daraus resultierenden Parameter für die UAV-Untersuchung abgeleitet. In einem zweiten Schritt wurden die aerodynamischen Windverhältnisse um die Bauwerke untersucht und Strömungssimulationen erstellt. Diese waren wichtig, um die Steuerungs- und Regelungstechnik der Flugobjekte entsprechend zu optimieren. Ein wesentliches Element eines dritten Projektabschnitts war es, Methoden zu entwickeln, einen Anprall der Drohnen an den Bauwerken zu verhindern. Dazu wurden distanzmessende Sensoren und mechanische Anprallschutzmechanismen ausgetestet. Die Versuchsimplementierungen wurden von dem Projektpartner Ascending Technologies durchgeführt.

Die Tests und Untersuchungen der Wissenschaftler an den Referenzbauwerken führten zu aussagekräftigen Ergebnissen hinsichtlich der praktischen Anwendbarkeit von unbemannten Flugmissionen. Dabei wurden die Grenzen vorhandener Flugplanungssoftware aufgezeigt und mögliche Verbesserungen erarbeitet. Zudem wurden parallel Daten zum logistischen Aufwand beim Einsatz von Drohnen gesammelt, um auch hier eine Aussage zur praktischen Anwendbarkeit dieser Untersuchungsmethode an Bauwerken treffen zu können. Das Fazit lautet: »Professionelle high-end UAV mit qualitativ hochwertiger Kameraausstattung sind grundsätzlich sehr gut für die visuelle und sogar messtechnische Zustandsermittlung von Bauwerken auf Basis hochaufgelöster Bild- und Videodaten geeignet. Insbesondere bei sehr großen, hohen und schwer zugänglichen Bauwerken können diese Systeme einen wesentlichen Beitrag zur Effizienzsteigerung und Kostenreduzierung bei der Zustandserfassung und regelmäßig wiederkehrenden Inspektionen leisten. Der Einsatz solcher Systeme kann zu einer deutlichen Vereinfachung und Beschleunigung der Bestandsdatenermittlung führen und die Erfassung, Auswertung und Dokumentation des Bauwerkszustandes wesentlich unterstützen.« Na dann, guten Flug!

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