Bildbasierte 3D-Rekonstruktion von Brücken
Projektdaten
| Titel | Title TP der TU Dresden im Verbundprojekt Pic2Bridge: Bildbasiertes Ingenieurdesign für Brücken | SP of TU Dresden in the joint research project Pic2Bridge: Image-based engineering design for bridges Förderer | Funding Bundesministerium für Verkehr (BMV) / mFUND Zeitraum | Period 08/2024 – 07/2025 Verbundvorhaben- und Teilprojektleiter | Joint research project and subproject manager Prof. Dr.-Ing. Steffen Marx Bearbeiter | Contributor Morris Florek |
Kurzfassung
Pic2Bridge: Bildbasiertes Ingenieurdesign für Brücken
Brückenentwürfe basieren oft auf dem Erfahrungswissen von Ingenieur:innen, was zu Qualitätsunterschieden führen kann. Es mangelt an öffentlich zugänglichen Brückendaten und effizienten Analysemethoden, um von bestehenden Bauwerken zu lernen. Bilddaten sind die einzigen verfügbaren Datenquellen, müssen jedoch zur Gewinnung entwurfsrelevanter Daten verarbeitet werden. Ziel des Projekts Pic2Bridge ist die Entwicklung von Methoden zur Extraktion semantischer und geometrischer Informationen aus Brückenbildern sowie deren Strukturierung. Hierzu wurde die Machbarkeit der bildbasierten 3D-Rekonstruktion anhand begrenzter Bilddaten untersucht, um daraus Informationen abzuleiten und in einer Datenbank zu sammeln.
Im Projekt wurde eine brückenspezifische Wissensgraph-Datenbank auf Basis von Ontologien konzipiert und mit Bild- sowie Metadaten von 28.000 Brücken angereichert. Ein Trainingsdatensatz für die semantische Brückensegmentierung entstand, womit Segmentierungsmodelle trainiert wurden, die semantische Informationen aus Brückenbildern extrahieren und die 3D-Rekonstruktion unterstützen. In einer Machbarkeitsstudie wurde ein Deep-Learning-Modell identifiziert, das mit weniger Bildern effizientere 3D-Rekonstruktionen ermöglicht als herkömmliche Methoden. Mithilfe der 3D-Modelle konnte gezeigt werden, wie sich die Talsituation, eine der wichtigsten Einflussgrößen bei der Planung von Brücken, extrahieren und in der Datenbank ablegen lässt.
3D Rekonstruktion der Gaskugelbrücke in Freiburg im Breisgau
Die Ergebnisse bilden die Grundlage für die Extraktion weiterer entwurfsrelevanter Brückenparameter aus Bildern und 3D-Modellen. Zudem eröffnen sie die Möglichkeit, aus den gesammelten Daten automatisierte Planungswerkzeuge zu entwickeln. Dadurch kann der Brückenentwurf effizienter und unabhängiger vom individuellen Erfahrungswissen gestaltet werden.