Beschreibung der Beschaffung
Im Projekt MISDRO verfolgt die HSU das Ziel, automatisierte multivariate Inspektionssysteme zur Bauwerksprüfung nutzbar zu machen und die dafür notwendigen technischen Voraussetzungen zu entwickeln. Das System soll aus einer Drohne mit verschiedener Sensorik bestehen sowie aus Algorithmen für den optimalen Flugpfad, die Zustandsanalyse auf Basis der Sensordaten und die Visualisierung mittels Weboberfläche. Durch ein neues automatisiertes multivariates Inspektionssystem, das neuartige bildgebende Sensorik zur Datenerfassung und KI-Algorithmen zu Zustandsanalyse umfasst, soll die Bauwerksprüfung von Stahltragwerken effizienter, sicherer und objektiver werden.
Die Befliegung von Bauwerken mit unbemannten Luftfahrzeugsystemen (UAS) erfolgt bisher manuell durch Piloten; automatisierte Befliegungen gibt es noch nicht. Ferner beschränken sich bisherige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf optische Geräte; andere bildgebende Sensorik wird bislang nicht verwendet. Auch sind Infrastrukturbauwerke aus dem Baustoff Stahl- und Stahlverbund diesbezüglich unbeforscht.
Ein weiteres bislang ungelöstes Problem ist, dass bei der Verwendung von KI zur Schadenserkennung eine hohe Bildauflösung notwendig ist. Wird der Schaden durch eine zu geringe Pixelzahl dargestellt, kann die üblich verwendete KI diesen nicht als solchen einordnen. Zudem ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit nach wie vor eher gering, was wiederholte Befliegungen notwendig machen würde. Ziel des MISDRO-Projekts ist es, neben der Entwicklung eines UAS-Prototyps auch die KI-Algorithmen weiterzuentwickeln, um die Schadenserkennung bereits bei geringerer Auflösung zu ermöglichen und die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Die HSU beabsichtigt, das UAS mit einer Sensor-Daten-Fusionstechnik auszustatten. Im Laufe des Projekts ist von den Projektbeteiligten gemeinsam eine Gewichtung der unterschiedlichen Sensoren vorzunehmen. Die Praktikabilität der Sensoren soll durch Flugversuche untersucht werden. Im Anschluss daran sind sowohl bei Anleitung der KI als auch in Bezug auf die Entwicklung der Soft- und Hardware des UAS Anpassungen vorzunehmen.
Geplant ist dabei folgendes Anwendungsszenario:
Nach manueller Initialisierung fliegt das UAS auf einer geplanten Route automatisiert zum zuvor definierten Startpunkt der Inspektion. Das UAS führt die Inspektion automatisiert durch und kehrt anschließend ebenfalls automatisiert zum Startpunkt zurück und landet. Während der Durchführung werden alle relevanten Daten auf einer Bodenstation visualisiert und durch einen Operateur überwacht, der jederzeit die Möglichkeit des manuellen Eingriffs haben muss.
Der Auftragnehmer nimmt an dem Projekt als Ansprechpartner für KI-gestützte Bildauswertung teil. Er muss folgende Leistungen im Rahmen des Projekts MISDRO erbringen:
• Definition, Auswahl und ggf. Adaption sowie die Implementierung einer passenden Datenbankstruktur zur Speicherung und Administration der digitalen Inspektionsdaten unter Integration historischer Inspektionsdaten sowie die Erstellung eines Dashboards für die Möglichkeit der Online-Analyse der Inspektionsdaten und als Frontend zur Administration der Datenbank. Diese Leistung ist in folgende Schritte zu gliedern:
- Definition der Datenbankstruktur,
- Auswahl, Adaption und Implementierung der Datenbank,
- Dashboard Planung und Erstellung.
• Aufbau einer KI-Pipeline unter Anwendung von Data-Engineering, AI-Development, AI-Training und der Vornahme umfangreicher Tests, sowie die Auswertung und Digitalisierung vorhandener Prüfberichte, um die Bilder der Prüfberichte zum Anlernen der KI zu verwenden.