Revolutioneren gebouwbeheer: Integreren real-world sensors met VR voor snellere reparaties

Een nieuw systeem dat real-world sensing en virtuele realiteit samenbrengt, zou het voor gebouwbeheerders gemakkelijker maken om problemen in commerciële gebouwen te identificeren en op te lossen. Het systeem, genaamd BRICK, is ontwikkeld door informatici van de University of California San Diego en Carnegie Mellon University.

BRICK-systeem

BRICK bestaat uit een handgehouden apparaat uitgerust met een suite van sensoren om temperatuur, CO2 en luchtstroom te monitoren. Het is ook uitgerust met een virtuele realiteit-omgeving die toegang heeft tot de sensordata en metadata in een specifiek gebouw, terwijl het verbonden is met het elektronische controlsysteem van het gebouw.

Werkwijze

Wanneer een probleem in een specifieke locatie wordt gemeld, kan een gebouwbeheerder op locatie gaan met het apparaat en de ruimte snel scannen met een Lidar-tool op hun smartphone, creërend een virtuele realiteit-versie van de ruimte. Het scannen kan ook van tevoren gebeuren. Zodra ze deze mixed reality-recreatie van de ruimte openen op een smartphone of laptop, kunnen gebouwbeheerders sensoren lokaliseren, evenals de data verzameld van het handgehouden apparaat, overgelegd op die mixed reality-omgeving.

Doel: snelle foutidentificatie

Het doel is om gebouwbeheerders toe te staan om snel problemen te identificeren door hardware te inspecteren en relevante data te verzamelen en te loggen.

"Moderne gebouwen zijn complexe arrangementen van meerdere systemen van klimaatcontrol, verlichting, beveiliging, tot bezettingsbeheer. BRICK stelt hun efficiënte werking in, vergelijkbaar met een modern computersysteem," aldus Rajesh K. Gupta, een van de senior auteurs, directeur van het UC San Diego Halicioglu Data Science Institute, en professor in de afdeling Computer Science and Engineering.

Huidige uitdagingen vs BRICK

Momenteel, wanneer gebouwbeheerders rapporten van een probleem ontvangen, moeten ze eerst de gebouwbeheerdatabase voor die specifieke locatie raadplegen. Maar het systeem vertelt hen niet waar de sensoren en hardware precies in die ruimte gelokaliseerd zijn. Dus beheerders moeten naar de locatie gaan, meer data verzamelen met onhandige sensoren, die data vergelijken met de informatie in het gebouwbeheersysteem, en proberen af te leiden wat het probleem is. Het is ook moeilijk om data verzameld op verschillende ruimtelijke locaties op een precieze manier te loggen.

In tegenstelling, met BRICK kan de gebouwbeheerder direct naar de locatie gaan uitgerust met een handgehouden apparaat en een laptop of smartphone. Ze hebben direct on-locatie toegang tot alle gebouwbeheersysteemdata, de locatie van de sensoren en de data van het handgehouden apparaat, allemaal overlappend in één mixed reality-omgeving. Met dit systeem kunnen operators ook fouten in gebouwapparatuur detecteren van vastzittende luchtregelkleppen tot slecht functionerende air-handling systemen.

Toekomstige uitbreiding

In de toekomst hopen onderzoekers CO2, temperatuur en luchtstroomsensoren te vinden die direct met een smartphone kunnen verbinden, om bewoners deelname aan het beheren van lokale omgevingen te mogelijk maken en gebouwoperaties te vereenvoudigen.

Een team aan Carnegie Mellon bouwde het handgehouden apparaat. Xiaohan Fu, een computer science Ph.D. student in de onderzoeksgroep van Rajesh Gupta, directeur van het Halicioglu Data Science Institute, bouwde de backend en VR-componenten die voortbouwen op hun eerdere werk aan BRICK metadata schema dat door veel commerciële leveranciers is geadopteerd.

Locatienauwkeurigheid

Het waarborgen dat de locatie in de VR-omgeving accuraat was, was een grote uitdaging. GPS is alleen accuraat tot een straal van ongeveer een meter. In dit geval moet het systeem accuraat zijn tot binnen een paar inches. De oplossing van de onderzoekers was om een paar AprilTags — vergelijkbaar met QR-codes — in elke kamer te plaatsen die door de camera van het handgehouden apparaat gelezen zouden worden en het systeem herkalibreren naar de correcte locatie.

"Het is een ingewikkeld systeem," aldus Fu. "De mixed reality zelf is niet makkelijk te bouwen. Vanuit een software-standpunt, het verbinden van het gebouwbeheersysteem, waar hardware, sensoren en actuatoren worden gecontroleerd, is een complexe taak die veiligheids- en beveiligingsgaranties vereist. Onze systeemarchitectuur stelt ons in staat om het op een interactieve en programmeerbare manier te doen."

Bron: UC San Diego