Gebäudewartung verbessern mit Real-World-Sensoren und VR

University of California San Diego, CA

Ein Beispiel einer VR-Szene für ein Büro mit Gebäudehardware, gemappt als Mixed-Reality-Objekte, die interagiert werden können. (Bild: University of California San Diego)

Ein neues System, das reale Sensorik und Virtual Reality zusammenbringt, würde es Gebäudewartungspersonal erleichtern, Probleme in betriebenen Gewerbeimmobilien zu identifizieren und zu beheben. Das System wurde von Informatikern der University of California San Diego und der Carnegie Mellon University entwickelt.

Das System – BRICK – besteht aus einem Handgerät, ausgestattet mit einer Suite von Sensoren zur Überwachung von Temperatur, CO2 und Luftstrom. Es ist auch mit einer Virtual-Reality-Umgebung ausgestattet, die Zugriff auf Sensordaten und Metadaten in einem spezifischen Gebäude hat, während es mit dem elektronischen Steuerungssystem des Gebäudes verbunden ist.

Wenn ein Problem an einem bestimmten Ort gemeldet wird, kann ein Gebäudemanager mit dem Gerät vor Ort gehen und den Raum schnell mit dem LiDAR-Tool auf ihrem Smartphone scannen, wodurch eine Virtual-Reality-Version des Raums entsteht. Das Scannen kann auch im Voraus erfolgen. Sobald sie diese Mixed-Reality-Rekreation des Raums auf einem Smartphone oder Laptop öffnen, können Gebäudemanager Sensoren sowie die vom Handgerät gesammelten Daten überlagert auf diese Mixed-Reality-Umgebung lokalisieren.

„Moderne Gebäude sind komplexe Anordnungen mehrerer Systeme – von Klimakontrolle, Beleuchtung und Sicherheit bis hin zu Nutzerverwaltung. BRICK ermöglicht ihren effizienten Betrieb, ähnlich wie ein modernes Computersystem“, sagte Senior Author und Professor Rajesh K. Gupta.

Derzeit müssen Gebäudemanager bei Problemmeldungen zunächst die Gebäudemanagement-Datenbank für den spezifischen Ort konsultieren. Aber das System sagt ihnen nicht, wo die Sensoren und Hardware genau in diesem Raum positioniert sind. Also müssen Manager zum Ort gehen, weitere Daten mit sperrigen Sensoren sammeln, diese dann gegen die Informationen im Gebäudemanagementsystem vergleichen und versuchen, das Problem zu deduzieren. Es ist auch schwierig, an verschiedenen räumlichen Standorten gesammelte Daten präzise zu protokollieren.

Im Gegensatz dazu kann der Gebäudemanager mit BRICK direkt zum Ort gehen, ausgestattet mit Handgerät und Laptop oder Smartphone. Er hat sofort vor Ort Zugriff auf alle Gebäudemanagementsystem-Daten, die Sensorpositionen und die Daten vom Handgerät, alle überlagert in einer Mixed-Reality-Umgebung. Mit diesem System können Betreiber auch Fehler in der Gebäudeausrüstung erkennen – von feststeckenden Luftsteuerungsventilen bis zu schlecht funktionierenden Luftführungssystemen.

In der Zukunft hoffen Forscher, CO2-, Temperatur- und Luftstromsensoren zu finden, die direkt mit einem Smartphone verbunden werden können, um Bewohner in die Verwaltung lokaler Umgebungen einzubeziehen und den Gebäudebetrieb zu vereinfachen.

Ein Team an der Carnegie Mellon baute das Handgerät. Student Xiaohan Fu baute das Backend und die VR-Komponenten, die auf ihrer früheren Arbeit am BRICK-Metadaten-Schema aufbauen, das von vielen kommerziellen Anbietern übernommen wurde.

Die Gewährleistung, dass der im VR-Umfeld verwendete Standort präzise war, war eine große Herausforderung. GPS ist nur auf einen Radius von etwa einem Meter genau. In diesem Fall muss das System auf wenige Zoll genau sein. Die Lösung der Forscher war, einige AprilTags – ähnlich wie QR-Codes – in jedem Raum anzubringen, die von der Kamera des Handgeräts gelesen werden und das System auf den korrekten Standort rekalibrieren.

„Es ist ein komplexes System“, sagte Fu. „Die Mixed Reality selbst ist nicht einfach zu bauen. Aus Software-Sicht war das Verbinden des Gebäudemanagementsystems, wo Hardware, Sensoren und Aktuatoren gesteuert werden, eine komplexe Aufgabe, die Sicherheits- und Sicherheitsgarantien in einer kommerziellen Umgebung erfordert. Unsere Systemarchitektur ermöglicht es uns, dies auf interaktive und programmierbare Weise zu tun.“

Für weitere Informationen kontaktieren Sie Ioana Patringenaru unter dieser E-Mail-Adresse (vor Spambots geschützt, JavaScript erforderlich); 858-822-0899.