Een revolutie in het onderhoud van gebouwen:integratie van sensoren uit de echte wereld met VR voor snellere reparaties

Elektronica en sensoren INSIDER

Een voorbeeld van een VR-scène voor een kantoor waarbij hardware van het gebouw in kaart is gebracht als mixed reality-objecten waarmee interactie mogelijk is. (Afbeelding:de onderzoekers)

Een nieuw systeem dat detectie uit de echte wereld en virtuele realiteit samenbrengt, zou het voor onderhoudspersoneel van gebouwen gemakkelijker maken om problemen in commerciële gebouwen te identificeren en op te lossen. Het systeem is ontwikkeld door computerwetenschappers van de University of California San Diego en Carnegie Mellon University.

Het systeem, genaamd BRICK, bestaat uit een draagbaar apparaat dat is uitgerust met een reeks sensoren om de temperatuur, CO2 en luchtstroom te monitoren. Het is ook uitgerust met een virtual reality-omgeving die toegang heeft tot de sensorgegevens en metadata in een specifiek gebouw en tegelijkertijd is verbonden met het elektronische controlesysteem van het gebouw.

Wanneer er op een specifieke locatie een probleem wordt gemeld, kan een gebouwbeheerder met het apparaat ter plaatse gaan en snel de ruimte scannen met een Lidar-tool op zijn smartphone, waardoor een virtual reality-versie van de ruimte ontstaat. Het scannen kan ook van tevoren plaatsvinden. Zodra ze deze mixed reality-recreatie van de ruimte op een smartphone of laptop openen, kunnen gebouwbeheerders sensoren lokaliseren, evenals de gegevens verzameld door het draagbare apparaat, die over die mixed reality-omgeving worden gelegd.

Het doel is om gebouwbeheerders in staat te stellen snel problemen te identificeren door hardware te inspecteren en relevante gegevens te verzamelen en te loggen.

"Moderne gebouwen zijn complexe arrangementen van meerdere systemen, van klimaatbeheersing, verlichting en beveiliging tot gebruikersbeheer. BRICK maakt hun efficiënte werking mogelijk, net als een modern computersysteem", zegt Rajesh K. Gupta, een van de senior auteurs van het artikel, directeur van het UC San Diego Halicioglu Data Science Institute en professor aan de UC San Diego Department of Computer Science and Engineering.

Als gebouwbeheerders nu meldingen ontvangen van een probleem, moeten ze eerst de gebouwbeheerdatabase van die specifieke locatie raadplegen. Maar het systeem vertelt hen niet waar de sensoren en hardware zich precies in die ruimte bevinden. Managers moeten dus naar de locatie gaan, meer gegevens verzamelen met omslachtige sensoren, die gegevens vervolgens vergelijken met de informatie in het gebouwbeheersysteem en proberen af ​​te leiden wat het probleem is. Het is ook moeilijk om de gegevens die op verschillende ruimtelijke locaties zijn verzameld, op een nauwkeurige manier te loggen.

Bij BRICK kan de gebouwbeheerder daarentegen rechtstreeks naar de locatie gaan, uitgerust met een handheld en een laptop of smartphone. Zij krijgen op locatie direct toegang tot alle gebouwbeheersysteemgegevens, de locatie van de sensoren en de gegevens van het handheld-apparaat, allemaal overlappend in één mixed reality-omgeving. Met behulp van dit systeem kunnen de operators ook fouten in de gebouwapparatuur opsporen, van vastzittende luchtregelkleppen tot slecht werkende bedieningssystemen.

In de toekomst hopen onderzoekers CO2-, temperatuur- en luchtstroomsensoren te vinden die rechtstreeks verbinding kunnen maken met een smartphone, zodat bewoners kunnen deelnemen aan het beheer van de lokale omgeving en de werking van gebouwen kunnen vereenvoudigen.

Een team van Carnegie Mellon heeft het draagbare apparaat gebouwd. Xiaohan Fu, een 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 het BRICK-metadataschema dat door veel commerciële leveranciers is overgenomen.

Ervoor zorgen dat de locatie die in de VR-omgeving werd gebruikt accuraat was, was een grote uitdaging. GPS is slechts nauwkeurig tot een straal van ongeveer een meter. In dit geval moet het systeem tot op enkele centimeters nauwkeurig zijn. De oplossing van de onderzoekers was om in elke kamer een paar AprilTags – vergelijkbaar met QR-codes – te plaatsen die door de camera van het handheld-apparaat zouden worden gelezen en het systeem opnieuw zouden kalibreren op de juiste locatie.

“Het is een ingewikkeld systeem”, zei Fu. "De gemengde realiteit zelf is niet eenvoudig te bouwen. Vanuit softwareoogpunt is het verbinden van het gebouwbeheersysteem, waarbij hardware, sensoren en actuatoren worden aangestuurd, een complexe taak die veiligheids- en beveiligingsgaranties vereist. Onze systeemarchitectuur stelt ons in staat dit op een interactieve en programmeerbare manier te doen."

Bron