KI-gestützte Baufortschrittsanalyse
Die Vorstudie zum Betonieren veranschaulicht im Briefing, warum ähnlich aussehende Oberflächen nicht automatisch denselben Arbeitsstand beschreiben.
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Betonierfortschritt aus Videos bestimmen: Wann gilt eine Fläche als fertig?
Eine Vorstudie verbindet die KI-Erkennung von Betonflächen mit der rechnerischen Ergänzung verdeckter Bildbereiche. Im Versuch müssen eingebrachter Beton und fertig bearbeitete Oberfläche unterschieden werden.
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Verdeckte Stellen ergänzen und Flächen vergleichen
Wenn Arbeiter oder ein Pumpenschlauch die Bodenplatte verdecken, zeigt ein Video den Betonierfortschritt nur teilweise. Seungmo Lim und sein Forschungsteam untersuchen, wie sich die Aufnahmen trotzdem auswerten lassen. Als fertig zählt in ihrem Versuch eine Fläche, auf der der Beton eingebracht und die Oberfläche bearbeitet wurde.
Zunächst wird der vorgesehene Betonierbereich im Bild von Hand abgegrenzt. Vortrainierte Bildmodelle markieren störende Objekte anhand von Suchbegriffen wie „Arbeiter“. Ein generatives Modell füllt die ausgesparten Bildbereiche mit einem plausiblen Hintergrund. Die spätere Auswertung bezieht damit auch rechnerisch erzeugte Bildteile ein.
Ein weiteres Modell schätzt aus dem Einzelbild die Entfernung der Oberflächen zur Kamera. Daraus entstehen räumliche Punkte und zusammenhängende Flächen. So sollen weiter entfernte Bereiche entsprechend ihrer tatsächlichen Ausdehnung zählen, obwohl sie im Kamerabild kleiner erscheinen.
Das Verfahren vergleicht anschließend den vorgesehenen Betonierbereich mit der als fertig erkannten Betonfläche. Als Fortschrittsmaß dient das Verhältnis ihrer gemeinsamen Fläche zu der Fläche, die beide Bereiche zusammen abdecken. Ein hoher Wert entsteht, wenn beide Bereiche weitgehend übereinstimmen. Die Kennzahl berücksichtigt damit auch, ob Flächen außerhalb des vorgesehenen Bereichs irrtümlich als fertig erkannt wurden.
Der Arbeitsstand muss auf dem Bild unterscheidbar sein
Erprobt wurde der Ablauf an 138 Bildern aus einem rund zweiminütigen Zeitraffervideo. Zum Vergleich bestimmte das Team den Fortschritt an ausgewählten Zeitpunkten von Hand anhand des sichtbaren Bewehrungsrasters. Zu Beginn lagen Schätzung und Vergleich nahe beieinander; später überschätzte das Verfahren den Fertigstellungsstand häufig.
Ein Grund war das ähnliche Aussehen zweier Arbeitsstände: Bereits eingebrachter Beton wurde als fertig erkannt, obwohl die Oberflächenbearbeitung noch fehlte. Fehlerhafte Ergänzungen verdeckter Stellen konnten umgekehrt dazu führen, dass fertige Bereiche übersehen wurden. Die rechnerische Bildvervollständigung und die Erkennung des Bearbeitungsstands beeinflussten somit dieselbe Fortschrittszahl.
Für eine Baufortschrittskontrolle muss das Team deshalb vorab festlegen, welcher Arbeitsschritt als abgeschlossen gilt und woran er auf den Aufnahmen erkennbar ist. Bei einer Betonage entscheidet diese Definition darüber, ob die Kennzahl das Einbringen oder die weitergehende Bearbeitung beschreibt. Davon hängt ab, für welche Entscheidung im Bauablauf die Auswertung brauchbar ist.
Bibliografie
- Originaltitel
- Vision-based scene understanding: preliminary study on concrete placement progress monitoring
- Autoren
- Seungmo Lim, Junghoon Kim, Insoo Jeong, Yelin Ryu, Seokho Chi
- Verantwortliche Einrichtung
- Seoul National University, Department of Civil and Environmental Engineering (Autorenaffiliation)
- Quellenart
- Wissenschaftlicher Konferenzbeitrag
- Veröffentlicht in/auf
- EG-ICE 2025: AI-Driven Collaboration for Sustainable and Resilient Built Environments – Conference Proceedings
- Herausgeber/Verlag
- University of Strathclyde Publishing
- Veröffentlichungsdatum
- 2025
- Ausgewertete Fassung
- Final Published Version laut Strathprints-Repositorium
- Originalzugang
- Original (öffnet in neuem Tab)
- Zugang
- Frei zugänglich
Weiterführendes in der Wissenswelt KI im Bau
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Use Cases
Verknüpfte Fachbegriffe und Detailthemen
- Objekterkennung
- Bildmodelle finden verdeckende Objekte wie Arbeiter oder Geräte, damit deren Bildbereiche für die weitere Auswertung ausgespart werden können.
- Generative KI
- Ein generatives Modell füllt die verdeckten Bildbereiche mit einem plausiblen Hintergrund, der anschließend in die Fortschrittsschätzung eingeht.
- Dreidimensionales maschinelles Sehen
- Aus geschätzten Entfernungen zur Kamera entstehen räumliche Flächen, damit weiter entfernte Betonierbereiche entsprechend ihrer Ausdehnung zählen.
- Ausführungsstufe einer Bauleistung
- Als fertig gilt im Versuch eine Fläche, auf der der Beton eingebracht und seine Oberfläche bearbeitet wurde.