From Point Cloud to BIM Analyse und Modellierung aus Laserscans in Revit

Transkript

1 From Point Cloud to BIM Analyse und Modellierung aus Laserscans in Revit Jörg Braunes Produkt Manager

2 Class summary Thematisiert wird der Workflow Scan-to-BIM, vom Laserscan, über die Vorverarbeitung bis zur Modellierung in Revit. Live-Demos und Beispielen aus der Praxis zeigen Arbeitsweisen, die sich in der Praxis bewährt haben. Weitere Workflows mit Revit AddIns (PointSense for Revit) werden vorgestellt.

3 Key learning objectives Am Ende der Session können Sie: Punktwolken in Revit einfügen, verwalten und zuschneiden eigene Revit Familien aus Scandaten erstellen den gesamten Prozess vom Bestand zum BIM Model verstehen

4 Agenda Der Laserscanning Prozess Punktwolken in Revit Scan-to-BIM Workflow Erweiterter Workflow mit Addins Was können wir in Zukunft erwarten?

5 Erweiterter Gebäudelebenszyklus Wo spielt das Scanning eine Rolle? Ausführen begleitende Vermessung Planen Aufmaß Bewirtschaften Aufmaß für FM Umnutzung Abbruch

6 Verfahren zur Erzeugung von Punktwolken Terrestrisches Laserscanning Handheld Scanner Photogrammetrie z.b.: Laser scanner FARO Focus X z.b.: FARO Freestyle 3D z.b.: UAV mit Kamera

7 Laserscanner Erfassung von Millionen von 3D Punkten in wenigen Minuten Erzeugt eine Kopie der Realität mit hoher Dichte Vertikaler Winkel horizontaler Winkel Distanzmessung

8 Punktwolke Für jeden Punkt erhält man: X, Y, Z Koordinate bezogen auf den Scannerstandort Intensitätswert (Abhängig von der Reflektion an der Oberfläche) RGB Farbwert der internen Kamera Punktwolke Scan Ansicht

9 Registrierung Verknüpfung aller Scans in einem gemeinsamen Referenzsystem Zielmarken basierte Registrierung (Kugeln, Schachbrettzielmarken, natürliche Features) Draufsichtbasierte Registrierung Cloud to Cloud Registrieurung

10 Laserscanning Prozess Erfassung Registrierung Vorverarbeitung RCP / RCS erstellen Auswertung Scans von verschiedenen Positionen Verknüpfung aller Scans in einem gemeinsamen Referenzsystem Pre-Processing Tool (z.b. FARO Scene) Bereinigen und Filtern der Scandaten Export RCP/RCS Interpretation und Modellierung Design Tool (z.b. Revit) Vor Ort Im Büro

11 Punktwolken in Revit

12 Vorbereiten der Punktwolke: Autodesk ReCap Importieren div. Scanformate Zuschneiden der Punktwolke Messen von Distanzen und Winkeln Annotation Verwalten benannter Bereiche Export von Bereichen

13 Einfügen der Punktwolke in Revit Einfügen von ReCap Daten (RCP/RCS) als Link Punktwolke wird nicht mit Projekt gespeichert! Indizierung div. Scanformate zu RCP/RCS ReCap ist nicht zwingend notwendig

14 Einfügen der Punktwolke in Revit Einfügeoptionen Ursprung zu Ursprung Mitte zu Mitte nach gemeinsam genutzten Koordinaten Ursprung zu zuletzt platzierten Empfehlung: Einrichten eines gemeinsam genutzten Koordinatensystems entsprechend der Punktwolkenkoordinaten

15 Verhalten von Punktwolken in Revit Ansichtsabhängige Darstellung Ein- / Ausblenden verschiedene Farboptionen Verhalten sich wie Model Elemente Auswahl, Verschieben, Drehen, Spiegeln (!) Zuschneiden durch Ansichtsbereich und 3d- Schnittbereich Punktfang auf Arbeitsebene Punktwolke sperren auswählen deaktivieren und Verknüpfungen

16 Scan-to-BIM Workflow

17 Scan to BIM Workflow Punktwolke Einfügen Ebene je Geschoss Hauptbauteile Bauteile platzieren As-Built Bauteile erstellen

18 Beispiel Wohnhaus 2 Etagen 52 Scans Innen und Außen

19 Ebenen für Geschosse erstellen 1. Vertikalschnitt durch PW legen 2. In Schnittansicht Ebenen anlegen Punktfang anwendbar!

20 Hauptbauteile modellieren Wände in den einzelnen Geschossen anlegen (manuell) Wandicke messen um Wandtyp zu bestimmen bzw. neu zu erstellen Punktwolkenfang verwendbar Punktfang Ebenenfang

21 Familien platzieren in ausgerichteten Ansichten Schnitte und Ansichten nach Bedarf erstellen Bauteile in der Ansicht absetzen und manuell verschieben / Größe ändern Punktfang nutzbar

22 As-Built Bauteile (Revit Familien) erstellen In Revit keine Möglichkeit Punktwolkendaten im Familieneditor zu verwenden! Maße manuell in der PW abgreifen und dann in Familieneditor antragen! Hoher manueller Aufwand!

23 Erweiterter Workflow mit Addins

24 Was kann Revit nicht mit Punktwolken? kein echtes 3D Snapping Snapping ist immer bezogen auf aktive Arbeitsebene keine Standort-bezogene Scanansicht oftmals intuitivere und einfachere Navigation keine Punktwolkenunterstützung im Familieneditor Notwendig zur Erstellung neuer individueller Bauteile keine automatische Objekterkennung Beschleunigung des Modellierungsprozesses kein Punktwolken - Modellabgleich Qualitätssicherung und Deformationsanalyse PointSense for Revit Scan to BIM CloudWorx for Revit EdgeWise 3rd party applications

25 Punktwolke mit PointSense for Revit auswerten Punktwolke Einfügen Ebene je Geschoss Hauptbauteile Bauteile platzieren As-Built Bauteile erstellen Vermessungskoordinaten abrufen Wände und Rohre Angleichen Wände und Rohre Ausrichten Konstruktionshilfen Ebene Angleichen 3D Fang VirtuSurv- Scanansicht Typanpassung PW im Familieneditor Orthobilder Konstruktionshilfen Speichern als Familie

26 Wände angleichen Schnelles und präzises Erzeugen von Wänden in der Punktwolke Automatische Erzeugung neuer Wandtypen für unterschiedliche Wanddicken

27 Wände ausrichten Ergebnis des Wandangleichens = Präzise Form und Ausrichtung (best fit) 90,3 89,5 Anforderungen von BIM Modellen Durchgehende Außenwandflächen Durchgehenden Wandachsen Verschnittenen Wandenden rechtwinklige Grundrissen Innerhalb einer nutzerdefinierten Toleranz! 90,0 90,0 Demo

28 Rohre angleichen und Rohrverbindungen setzen Schnelles und präzises Angleichen von Revit Rohren in der Punktwolke Einfaches Hinzufügen neuer Rohrgrößen entsprechend des in der Punktwolke gefunden Durchmessers Platzieren von beliebigen Rohrformteil- Familien (Standard und nutzerdefiniert) zwischen den angeglichenen Rohren Ausrichten komplexer Rohrstränge Demo

29 Familien platzieren in Fotoähnlicher Scanansicht Planare fotoähnliche Scanansicht Intuitivere Navigation als innerhalb der Punktwolke Angepasste Befehle für: Wände Türen, Fenster, Öffnungen Stützen, Träger Konstruktionshilfen Demo

30 Nutzen von Konstruktionshilfen Erzeugen von ausgeglichenen Arbeitsebenen in der Punktwolke Erzeugen von Schnittlinien und Schnittpunkten zwischen Arbeits-, Referenz- oder Modellebenen Erzeugen von 3D Modelllinien und Konstruktionspunkten durch echten 3D- Punktfang in der Punktwolke Angleichen von Linienzügen an die Punktwolke

31 As-Built Bauteile (Revit Familien) erstellen Speichern von Modelllinien als 2D oder 3D Familie Einfügen von Punktwolkenbereichen direkt in den Familieneditor Nutzen von maßstäblichen Orthobildern als Konstruktionshilfe Konstruktionshilfen (Linien, Punkte) in der planaren Scanansicht erzeugen

32 Modellprüfung Berechnung der Abweichung Modell Punktwolke zur Analyse und Darstellung von Deformationen zur Qualitätsprüfung des Bestandsmodells zur Qualitätsprüfung der Bauausführung

33 Deformationsanalyse

34 Modellprüfung Punktwolke mit Modell Modell

35 Modellprüfung Darstellung der Abweichung Modell Punktwolke

36 Modellprüfung Darstellung der Level of Accuracy nach USIBD Standard

37 Praxisbeispiele

38 Cathedral of Mary of the Assumption 118 Scans 2 Tage vor Ort 3 Wochen Modellierung (eine Person)

39 Cathedral of Mary of the Assumption

40 Cathedral of Mary of the Assumption Beispiel Familien Modellierung

41 Cathedral of Mary of the Assumption Beispiel Familien Modellierung

42 Rochester School Scans 5 Tage vor Ort 5 Wochen Modellierung (zwei Personen)

43 Rochester School 16

44 Rochester School 16 Beispiel Ebenheitsanalyse Geschoßdecken

45 Was können wir in Zukunft erwarten?

46 Ziel: Ist-Zustand abbilden 1. Geometrisch so genau wie möglich 2. Kompatibel zu Planungssoftware Weg: Mustererkennung in 3D-Punktwolken

47 Stand der Technik Oberflächen Matching Anpassen Mathematischer Regelkörper an die Punktwolke Zylinder Torus-Segment Prisma

48 Stand der Technik Bedeutungszuweisung Suche in Bibliothek nach Standard-Bauteilen mit entsprechen geometrischen Eigenschaften

49 Automatisierung Beispiel: Automatische Rekonstruktion von Wänden und Öffnungen aus Punktwolken DURAARK Fo. Projekt, 2015 (

50 Automatisierung

51 Warum ist die Anpassung komplexerer Objekte so schwierig? z.b. Architekturbauteile z.b. komplexe Anlagenelemente

52 Herausforderungen Qualität der Punktwolken Fremdobjekte wie Möbel, Verkleidungen oder Grünpflanzen können die Erkennung stören Punktwolken beschreiben Geometrie nicht vollständig (Lücken durch Abschattung) Oberflächeneigenschaften stören die Erfassung (z.b. Reflektionen)

53 Oberflächeneigenschaften Beispiel: Lüftungskanal Scanansicht Punktwolke

54 Oberflächeneigenschaften Beispiel: Lüftungskanal Scanansicht Querschnitt Punktwolke

55 Herausforderungen Eigenschaften von komplexen Objekten Komplexe Geometrien Reale Objekte haben immer mehr Ausprägungen (Details) als für das Model interessant z.t. Individuelle Bauformen kaum Standardisiert z.t. Hohe Variabilität durch Parameter

56 Modellabstraktion Realität: hohe Detaildichte Modell: Gewünschte Abstraktion

57 Was können wir in Zukunft erwarten?

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