Neue Technologieansätze von Mettenmeier: Hausanschlusseinmessung per Smartphone

Mit der NAVA-App können Montagetrupps Hausanschlüsse mit der Smartphone-Kamera einmessen. Foto: Mettenmeier GmbH

Der „Coolnessfaktor“ ist groß: Montagetrupps nutzen eine App auf der Baustelle, über die sie mit einer Augmented-Reality-basierten Anwendung den Hausanschluss erfassen und Informationen mit Raumbezug in Echtzeit in das GIS des Leitungsnetzbetreibers übertragen. Schnell, unkompliziert, ohne spezielle Kenntnisse im Bereich Vermessung zu haben. Einfach Sachdaten und über die Kamerafunktion im Smartphone Geometrien erfassen. Dies greift auf neueste Technik der Nahbereichsphotogrammetrie zu, ohne dass der Anwender davon etwas mitbekommt. Das Ergebnis: Hausanschlussdaten in bester Güte und komplett im digitalen Workflow. Und das ganz ohne GNSS-Messung.

Dieses Szenario, vor wenigen Jahren noch kaum vorstellbar, ist heute bereits Realität. Etwa bei dem Tiroler Gasnetzbetreiber TIGAS. Seit letztem Jahr setzt der Verteilnetzbetreiber auf die Lösung NAVA des Paderborner GIS-Spezialisten Mettenmeier GmbH. Die Lösung, bestehend aus einer Cloud-Anwendung und einer für Monteure designten App, wurde bereits 2016 von Mettenmeier konzeptioniert. „Hausanschlusseinmessung in der Augmented Reality mit automatisch generierter Aufnahmeskizze via Standard-Smartphones ohne externe Sensorik, so hieß der damalige Grundgedanke“, berichtet Joachim Magiera, der das Produkt bei Mettenmeier mit aus der Taufe hob. Seit 2018 ist das Produkt verfügbar und wird neben TIGAS bereits von vielen Kunden eingesetzt, um einen papierlosen und durchgängig digitalen Workflow bei der Hausanschlusseinmessung umzusetzen.

Besonderheit von NAVA ist zunächst das integrierte Bildmessverfahren mit speziell entwickelten Funktionalitäten zur Qualitätssicherung. Denn dass die Lösung ohne die primäre Positionsbestimmung via GNSS auskommt, trotzdem aber die im Regelwerk geforderte Genauigkeit erfüllt, dürfte auch so manchen Experten überraschen. Um das zu verstehen, muss man die Entwicklung auf dem Markt von Smartphones und mobilen Betriebssystemen kurz Revue passieren lassen. Bereits vor rund 5 Jahren sickerte zunächst in Entwicklerkreisen durch, dass die führenden Hersteller die „Bildmesstechnik“ in ihre Geräte implementieren wollten. Man erkannte das Potential etwa für Gaming-Anwendungen, Augmented Reality und völlig neue Nutzererfahrungen. Heute können die aktuellen Versionen von Android und iOS aus den Kamera-Bilddaten on-the-fly 3D-Modelle berechnen. Apples neues iPad Pro und iPhone 12 Pro haben sogar ein Lasermessverfahren mit an Bord, bei dem die Nahbereichsphotogrammetrie mit diesem Messverfahren kombiniert wird. Im Alltag sind solche Entwicklungen längst bekannt: Der Virtuelle Schiedsrichterassistenz (Stichwort Kölner Keller im Fußball), die Rückwärtskamera im Auto oder diverse Apps, beispielsweise zur automatischen Identifikation von Berggipfeln über die Kamera, gehören etwa dazu.

Bei NAVA ist diese Bildmesstechnik zentral. Bekommt ein Monteur einen Auftrag zur Hausanschlusseinmessung aufs Smartphone geliefert, durchschreitet er zunächst mit eingeschalteter Kamera den „Messraum“. Die Kamera generiert im Hintergrund ein 3D-Modell von Hausfassade, Grundstück, Straßenraum und dem offenen Graben. An den relevanten Messpunkten generiert der Benutzer per Knopfdruck einzelne Koordinaten per Kameraauslöser, etwa von Hauskanten, Leitungen oder Hauseinführungen. In wenigen Minuten generiert der User so automatisch eine Anschlussskizze, auf der alle notwendigen Informationen enthalten sind, die dann in Echtzeit an den GIS-Operator im Büro übertragen wird: Inklusive Fotodokumentation und entsprechender Sachdaten. Kurz: Eine vollständig digitale Dokumentation bis hin zur Liniendarstellung aller Anschlussleitungen zum Versorgungsnetz. Speziell für Mehrspartenhausanschlüsse steht jetzt auch eine neue Multiline-Funktion zur Verfügung, um Mehrspartenanschlüsse in nur einem Vorgang einzumessen.

Genauigkeit im Bereich unter einem Dezimeter

Für das Thema Genauigkeit sorgt dabei die „hintergründige“ 3D-Modellierung, denn das Smartphone misst nicht im Bild (wie der Anwender vermuten könnte), sondern in dem echtzeitprozessierten 3D-Modell. Dieses wird umso besser, vollständiger und genauer, je länger der Operator die Szenerie aufnimmt und damit mehr Daten die Modellierung vervollständigen. NAVA nutzt dieses Prinzip für die Qualitätssicherung: Am Ende werden alle Messdaten nochmals überprüft und so jene Punkte, die zu Beginn aufgenommen wurden, bei Bedarf korrigiert. Über eine intuitive Ampeldarstellung sieht der Nutzer sofort, ob alle Messpunkte dem geforderten Qualitätsniveau entsprechen. Zwar sind gewisse Vorarbeiten klassisch vermessungstechnischer Art notwendig (ein Messpunkt als lokales Vor-Ort-Bezugssystem). „Grundsätzlich ist an der Baustelle aber keinerlei vermessungstechnisches Basiswissen durch den Operator gefordert“, so Magiera.

Mettenmeier hat ein flexibles Preismodell entwickelt, nach dem sich wesentliche Preisvorteile gegenüber herkömmlichen Einmessverfahren ergeben. Auch die Kosten für die Anschaffung der Smartphones halten sich in Grenzen, denn einige handelsübliche Modelle bieten bereits die geforderte Kameratechnik. „Unsere Erfahrungen zeigen, dass auch die Monteure, die bisher zusätzliche Einmessungsarbeiten nur sehr ungern übernommen haben, begeistert vom intuitiven und spielerischen Umgang mit den Smartphones sind“, so Magiera. Die Vorteile aus Sicht des GIS liegen unmittelbar auf der Hand. „Die Aktualität der kompletten Anschlusssituation ist mit der Verknüfung zu der Fotodokumentation der Einmessung für das GIS meist eine echte Innovation und hievt den Wert der GIS-Daten nochmals auf eine neue Ebene“, so Magiera. Diesen Nutzen haben auch andere namhafte GIS-Anbieter erkannt. So bieten zum Beispiel ESN, GIS Consult und SPIE InfoGraph GISMobil ihren Kunden NAVA als Partnerlösung an.

Testfeld für Genauigkeit

Aber sind die Daten auch genau genug? Diese Kernfrage für jedes Versorgungsunternehmen beantwortet Mettenmeier innerhalb eines Testfeldes, das auf dem eigenen Firmengelände gebaut wurde. Das Ergebnis: Die Anforderungen werden durchgängig erfüllt; meistens sogar übererfüllt, sprich die Lagegenauigkeit beträgt aktuell nach dem Georeferenzieren im GIS bis zu 7 Zentimeter. Und auch die Höhe der 3D-Koordinate – bisher bei GNSS-Messungen meist schlechter als die Lage – ist besser als erwartet. „In der Regel sogar besser als in der Lage, da waren wir auch überrascht“, so Magiera. Das Testfeld dient auch für externe Schulungen, die nach Angaben des Unternehmens maximal einen Tag benötigen.

Als Basismodell kommen die jeweiligen Geräte der Top-Klasse in Frage. Mettenmeier arbeitet bei Android-basierten Geräten meist mit den Google-Handys (Pixel). „Hier ist vor allem die Integration der Basisfunktionalität, die im Betriebssystem liegt, und den Komponenten, vor allem der Kamera, am besten ausgeprägt“, beschreibt Magiera. Ebenfalls in Frage kommen die neuen iPhone 12 Pro- oder iPad Pro-Geräte.

Aktuell entwickelt Mettenmeier an einer automatisierten Sachdatenerkennung, die auf KI basiert. Dies soll die Zuweisung von Bildobjekten, die im Moment noch von den Monteuren vor Ort auf Basis definierter Bauteilkataloge gemacht wird, ermöglichen. Dazu wird die KI-Anwendung entsprechend trainiert. (sg)

www.nava.app