Digitale Technologien bergen für das Bauwesen große Möglichkeiten. Planung kann eine Vielzahl heterogener Daten wie Energieeffizienz, Nachhaltigkeit, Kosten und Umweltauswirkungen berücksichtigen. So können anhand digitaler Zwillinge eines zukünftigen Bau- oder Infrastrukturprojekts bereits in der Entwicklungs- und Planungsphase die verschiedensten Szenarien simuliert und Planungsalternativen getestet werden. Dies hilft nicht nur, Planungen zu optimieren und so auch den eigentlichen Bauprozess zu beschleunigen, sondern auch der Öffentlichkeit bereits im Vorfeld Bauergebnisse und Infrastrukturanpassungen niederschwellig zu vermitteln bzw. Kundinnen und Kunden vom geplanten Bauvorhaben zu überzeugen.
In den letzten Jahren haben wir bereits zahlreiche Lösungen im Bereich der digitalen Planung realisiert. So erstellt unser Visualisierungs-Framework GEARViewer selbst für hochkomplexe Infrastrukturprojekte leicht verständliche Visualisierungen und digitale Zwillinge. Darüber hinaus bieten wir auch Unterstützung im Bereich der digitalen Planung durch BIM sowie Simulationen an, die von der Evaluierung baulicher Maßnahmen im Hochwasserschutz bis hin zur Energie- und Lichtplanung vielfältig einsetzbar sind.
Vor allem Städte und Gemeinden leiden unter den Folgen des Klimawandels: Hitzeperioden wechseln sich mit Extremwetterereignissen wie Starkregen und Überflutungen ab. Obwohl der Klimawandel ein globales Problem ist, bergen vor allem lokale Maßnahmen in urbanen Gegenden großes Potenzial für rasche Erleichterung. Das immer häufiger und heftiger anfallende Regenwasser kann durch innovative Stadtentwicklungskonzepte aus dem Bereich Sponge City nicht nur gebändigt, sondern auch produktiv genützt werden. Mit unserer einzigartigen digitalen Simulations- und Visualisierungsanwendung viscloud lösen wir reale Probleme, die durch zu viel Wasser verursacht werden. Oftmals sind es bereits einfache Maßnahmen, wie begrünte Dächer oder regenwassergespeiste Biotope, die Verbesserung bringen. Im Ernstfall helfen Schutzpläne und Krisenmaßnahmen, die zuvor auf Basis unserer Simulationen entwickelt wurden, Schaden zu begrenzen und Leben zu retten.
Unsere Reality-Capturing-Lösungen ermöglichen präzise digitale Rekonstruktionen realer Umgebungen, die wichtige Dokumentationen liefern und datengestützte Erkenntnisse ermöglichen. Wir haben effiziente Werkzeuge für 3D-Rekonstruktionen aus Punktwolken entwickelt, die eine halbautomatische Segmentierung vorhandener Strukturen und eine kontextbezogene Benutzerunterstützung bieten. Nach dem Prinzip "Erfassen - Verstehen - Vereinfachen" dienen unsere intelligenten Rekonstruktionen als solide Grundlage für eine optimierte digitale Planung.
Unsere neuesten Forschungsergebnisse und grundlegenden Technologien in den Bereichen Rekonstruktion, Visualisierung und semantische Modellierung wurden nahtlos in das von unserem Industriepartner rmDATA entwickelte Reality Capturing Tool 3DWorx integriert. Mit diesem Werkzeug können Planungsteams auf effiziente Weise hochwertige 3D-Modelle von realen Strukturen auf der Grundlage von Punktwolken aus Laserscans oder Photogrammetrie erstellen. Darüber hinaus bietet es eine umfassende Rekonstruktionspipeline, die den gesamten Prozess vom Scan bis zum Endprodukt umfasst. Unsere Geospatial Visualization, Semantic Modelling und Acquisition-Forschungsgruppe ist spezialisiert auf das Thema Reality Capturing und Rekonstruktion.
Building Information Modeling (BIM) verbessert die Zusammenarbeit und die Effizienz bei Bau- und Infrastrukturprojekten durch die Integration digitaler Rekonstruktionen mit Daten aus der realen Welt. Wir optimieren unsere Rekonstruktions- und Realitätserfassungslösungen, um sie nahtlos in BIM-Prozesse in der Bauindustrie zu integrieren. Unsere laufende Forschung konzentriert sich auf die automatisierte Generierung von intelligenten 3D-Rekonstruktionen unter Verwendung von BIM-Daten. In enger Zusammenarbeit mit Bauunternehmen erforschen wir die Nutzung von Extended Reality (XR) zur Unterstützung zukünftiger Planungsprozesse und darüber hinaus.
Mit unserer Lichtsimulationssoftware HILITE ist es möglich, direkt aus BIM-Daten, verknüpft mit Informationen zu Materialien, Geometrie, Lichtquellen u.a., physikalisch exakte, qualitativ hochwertige Echtzeit-Visualisierung zu simulieren. Im Zusammenarbeit mit unserem Partner, den Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB), haben wir diese Technologie speziell zugeschnitten auf neuartige BIM-Planungsmethoden für die optimale Beleuchtung von Bahnstationen.
Unsere Forschungsgruppe Geospatial Visualization, Semantic Modelling and Acquisition verfügt über langjährige Erfahrung auf dem Gebiet der Beleuchtung, Lichtsimulation und BIM.
Unsere thermische Simulationssoftware EnVis analysiert BIM-Daten, um daraus ein Gebäudeenergiemodell ("Building Energy Model", BEM) abzuleiten, das als Grundlage für unseren thermischen Rechenkern dient. Die automatisierte Datenintegration macht das fehleranfällige und zeitaufwändige Datengerangel mit komplexen Nachbarschaftsinformationen überflüssig, sodass sich die Planungsteams auf ihre Hauptaufgaben konzentrieren können. Änderungen innerhalb des BIM-Lebenszyklus können effizient weitergegeben werden, so dass die Expertinnen und Experten ihre thermische Planung an die neuen Anforderungen anpassen können.
Gerade im öffentlichen Raum, aber auch in Büros und in den eigenen vier Wänden ist optimale Beleuchtung von größter Bedeutung. Die korrekte Berechnung aller Lichteffekte in einer komplexen Szene birgt jedoch durch die Vielzahl an einzubeziehenden Parametern, von Lichtquelle und Standort über Winkel bis hin zu physikalischen Regeln unter Materialeigenschaften, große Herausforderungen. In langjähriger Zusammenarbeit mit Zumtobel Licht haben wir unser Know-how im Bereich Lichtsimulation ausgebaut und Visualisierungsmethoden für die Evaluierung von Planungszenarien erforscht. Die Forschungsresultate wurden auf internationalen Konferenzen präsentiert und sind auch für andere Branchen wie etwa Bauwesen und Energiesimulation einsetzbar.
Ein aktuelles Anwendungsbeispiel für die interaktiven, realistischen Echtzeit-Beleuchtungssimulationen von VRVis und Zumtobel ist das umfassende Lichtkonzept für das UEFA-Stadion im kroatischen Osijek, die Opus Arena.
Tunnel sind starken Kräften ausgesetzt, die unaufhörlich auf ihre Wände wirken. Weil man nicht ständig vor Ort den Zustand der Wände in allen Details überprüfen kann, werden seit vielen Jahren Verfahren entwickelt, mit denen Tunnelwände gescannt und anschließend als digitale 3D-Kopie reproduziert werden. Gemeinsam mit unserem Industriepartner dibit Messtechnik GmbH, einem weltweit agierenden Ingenieurbüro, arbeiten wir daran, die Möglichkeiten der Tunnelüberwachung durch digitale Zwillinge zu verbessern und zugleich auszubauen.
Dank unserer angewandten Forschungsarbeit ist es uns bereits heute möglich, vom Computerbildschirm aus Risse, Verformungen der Tunnelstruktur oder andere Schädengenauestens zu dokumentieren und auszuwerten um zielgerichtet Sanierungsarbeiten durchführen zu können. Die Forschungsergebnisse die in die dibit Software einfließen werden auch eingesetzt um die Bauphase des Tunnels durch geologische Analyse zu unterstützen. Hierbei ist es möglich, vorherzusagen, auf welche Gesteinsschichten der Bohrkopf trifft und z.B. die Bohrparameter zu ändern und die Sicherheitsmaßnahmen im Tunnel entsprechend anzupassen. Die gespeicherte Dokumentation während verschiedener Phasen der Lebensdauer eines Tunnels wird auch zum Vergleich der darunter liegenden Gesteinsschichten mit dem aktuellen Zustand oder zur Analyse des Fortschreitens von Rissen und anderen Oberflächenschäden verwendet.
Digitale Zwillinge und Modelle sind die Zukunft von Digitalisierungsprojekten aller Art. Dies gilt allen voran für die Bereiche Infrastruktur und Bauwesen, denn digitales Planen und Bauen ist schneller, sicherer und günstiger. Der digitale Zwilling wird parallel mit einer Idee geboren, „wächst“ anhand realer Daten und Messungen mit dem realen Objekt mit und dient als Vorlage und Kommunikationsmittel für Planungsprozesse ebenso wie als Simulationsmodell, in dem alle erdenklichen Pläne und Szenarien durchgespielt werden können, bevor sie real umgesetzt werden. Da wir uns in unserer Forschung bereits seit 20 Jahren intensiv mit den Einsatzmöglichkeiten von digitalen Zwillingen beschäftigen, können wir bereits eine große Palette an Lösungen und erfolgreich umgesetzten Use Cases vorweisen, die vom Tunnel-Monitoring bis hin zu State-of-the-Art hydrodynamischen Modellierungen im Bereich des Hochwasserschutzes reichen. Essentieller Bestandteil der Simulationssoftware Visdom ist der digitale Hydrozwilling, der u.a. ganze Städte abbildet.
Das VRVis unterstützt Hage Sondermaschinenbau mit seinen Kompetenzen im Machine Learning: Hage benötigt ein Überwachungssystem für weitläufige Anlagen, um zu gewährleisten, dass keine Personen im Maschinen-Aktionsradius sind. VRVis überprüft daher die Eignung von ML-Methoden für die Sicherheit in industrieller Umgebung.
Sicherheit im Schienenverkehr setzt regelmäßig gewartete Züge voraus. Bei Arbeiten am Zugdach kann es dazu kommen, dass Ersatzteile oder Werkzeuge übersehen werden - eine Gefahr bei hoher Fahrtgeschwindigkeit. VRVis und Zugkraft-kN konzipieren einen Scanner für Zugdächer, der diese Problematik automatisch verhindert.
Baustellen sind hochdynamische Orte. Umso wichtiger ist eine vollständige, aber auch praktikable Dokumentation. Um Abläufe im Tiefbau automatisch in 3D zu erfassen, untersuchen VRVis und rmDATA im Rahmen von „AI5production“, ob Mobilgeräte mit LiDAR und hochauflösenden Kameras hierfür geeignet sind.
Die Städte der Zukunft setzen auf blau-grüne Infrastruktur: Die Uni Kopenhagen, Henning Larsen und VRVis setzen auf das viscloud-Software-Framework, welches hydrologische Modellierung und 3D-Visualisierung zur Schwammstadt-Planung vereint.
Baustellendigitalisierung: VRVis und clone:it automatisieren die Bewehrungsabnahme und Bewehrungsdokumentation.
Bei Bauprojekten laufen 2D-Pläne, 3D-Pläne, Rekonstruktionen oder Echtweltdaten parallel, ohne miteinander verknüpft zu sein. Diese Brücke schlagen nun VRVis und PlanRadar mit einer mobilen AR-Trackinglösung, dem Projekt Onsite-AR.
Für die Heereslogistikschule des Österreichischen Bundesheeres entwickelte das VRVis eine virtuelle Umgebung, die das gefahrlose Training sicherer Munitionslagerung ermöglicht.
InPlan und VRVis entwickeln ein Visualisierungs- und Simulationspaket zur Energieplanung von Gebäuden, welches eine intuitive Optimierung in Hinsicht Energieeffizienz und Behaglichkeit ermöglicht.
Mithilfe des 3D-Drucks ("Additive Manufacturing") können Ersatzteile für schadhafte Züge schneller und günstiger hergestellt werden - ein großes Potenzial für die klimaschonende Zukunft und kürzere Ausfallzeiten.
Das Projekt Rail4Future arbeitet an der Gestaltung eines digitalen Bahnsystems der Zukunft. Dafür wird eine neuartige und vollständig virtuelle Validierungsplattform für großskalige Simulationen ganzer Bahnstrecken zur Effizienzsteigerung der bestehenden Schieneninfrastruktur entwickelt.
Das Forschungsziel von AMASE ist die Entwicklung von Werkzeugen und Methoden zur Aufnahme, Verarbeitung, Visualisierung und Manipulation heterogener, großräumiger Geodaten, bei welchen es sich um die ständig aktualisierte Darstellung der realen Welt in Form eines sich entwickelnden digitalen Zwillings handelt.
Das Hauptziel dieses Projekts ist es, eine zuverlässige Entscheidungshilfe für große Infrastrukturprojekte zu ermöglichen, indem Lösungen für eine kollaborative visuelle Analyse von digitalen Zwillingen bereitgestellt werden.
Das Ziel des strategischen Projekts ARCS ist der Entwurf von Software-Architekturen, die interaktive Visualisierungssysteme in die Lage versetzen, große Mengen und Geschwindigkeiten räumlicher und damit verbundener nicht-geometrischer Daten aufzunehmen.
Seit vielen Jahren befassen wir uns mit allen Aspekten rund um hydrodynamische Modellierung. Mit unserer Software viscloud können wir Hydro-Zwillinge modellieren (Starkregen, Hochwasser) und bieten dies auch als Service an.
Wir erstellen einen digitalen Hydro-Zwilling einer Gemeinde und simulieren Wetterereignisse, um gefährdete Gebäude und Infrastrukturschwachstellen zu finden.
Gemeinsam mit Rhomberg Bau GmbH und convex ZT GmbH entwickelt das VRVis ein Konzept für den Einsatz des Roboterhundes "Spot" von Boston Dynamic für eine autonome, immersive Baustellendokumentation.
Dank Tiefenkameras keine blinden Flecken auf Zugdächern.
In diesem Projekt werden Werkzeuge und Methoden zur Handhabung, Verwaltung, Manipulation und Bewertung mehrerer unterschiedlicher Datenquellen für Messungen und Lichtplanungen entwickelt.
Forschungsprojekt zu leistungsfähigen Visualisierungsmethoden zur Unterstützung der Entscheidungsfindung bei komplexen Infrastrukturprojekten, insbesondere im Tunnel-, Eisenbahn- und Straßenbau.
Visualisierung und visuelle Analyse von hochauflösenden Oberflächenrekonstruktionen für verschiedene Anwendungsbereiche, wie Tunnelmonitoring, archäologische Ausgrabungen oder Änderungsmanagement von Kulturerbe-Gebäuden.
Praktisches Hochwassermanagement mit der Entscheidungssoftware viscloud, welche Hochwasser- und Starkregenereignisse simuliert und visualisiert.
Digitale Darstellungen der realen Welt und digitale Zwillinge werden für die Planung, Lagebeurteilung und Entscheidungsfindung immer wichtiger.
Entscheidungsunterstützungssystem für Hochwasser und Überflutungen für den Handelsbezirk Shenzen, China.
Mit dem KAUST Scene Generator können aus frei zugänglichen OpenStreetMap-Daten dreidimensionale Straßennetze generiert werden. Damit werden frei nutzbare, jedoch schwer weiterzuverarbeitende Geodaten als Content-Grundlage für Fahrsimulatoren oder als Datensätze zum Training selbstfahrender Autos verfügbar.
Hochwasserschutz durch Simulation und Visualisierung: Minderung der Auswirkungen von Überschwemmungen sowie Kommunikation von Maßnahmen an die Öffentlichkeit.
Untersuchung von Techniken, die eine nahtlose Analyse von Ensemble-Daten mit mehreren Detaillierungsgraden ermöglichen.
Eine nahtlose visuelle Analyse von Daten mit 3D-Geometrie, relationalen Informationen und multivariaten Attributen.
Um das architektonische Kulturerbe zu bewahren, setzen wir Methoden der Fotogrammetrie, Thermographie und Fotometrie sowie Laserscans ein, um Bestandsaufnahmen, Erkennung sowie Dokumentation von Änderungen an geschützten Gebäuden durchführen zu können.
Algorithmen zur Verbesserung der visuellen Analyse von Oberflächenrekonstruktionen.
Hochwertige Beleuchtungssimulation erfordert eine dynamische, interaktive, realistische Echtzeit-Beleuchtungssimulation für verschiedene komplexe architektonische Umgebungen.
Visuelle Analytik für Modellierung und Simulation: Verbesserung von Simulationsaufbau und Entwurfsszenarien mit Werkzeugen und Methoden der Visual Analytics.
Verbesserung und Kombination mehrerer Sensoren, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von modernen Vermessungsgeräten zu verbessern.
Entscheidungsunterstützungssysteme und 3D-Visualisierungstechnologien für den Tunnelbau.