Digitale Bildverarbeitung

Software erkennt Materialschäden in Brücken

Eine Bildverarbeitungssoftware des Fraunhofer ITWM erkennt automatisch Unregelmäßigkeiten im Brückenmaterial.

Bei einer Untersuchung des ADAC im Jahr 2007 bestand jede zehnte der überprüften Brücken den Test nicht. Insgesamt erhielten vier die Note "mangelhaft", eine wurde sogar als "sehr mangelhaft" eingestuft. Wechselnde Wetter- und Temperatureinflüsse, zunehmendes Verkehrsaufkommen und Tausalze beanspruchen das Material. Schnell entstehen Schäden wie Haarrisse, abplatzender Beton und Durchrostung. Erkennen die Brückeningenieure diese nicht rechtzeitig, wird es für Autofahrer, Radler und Fußgänger gefährlich.

Risse in Brücken sind keine Seltenheit. Eine neue Software soll nun dabei helfen, solche Schäden frühzeitig zu entdecken. Foto: Fraunhofer ITWM
Risse in Brücken sind keine Seltenheit. Eine neue Software soll nun dabei helfen, solche Schäden frühzeitig zu entdecken. Foto: Fraunhofer ITWM
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Bisher untersuchten die Kontrolleure eine Brücke direkt vor Ort auf äußerlich sichtbare Schäden. Dabei versehen sie Risse mit Klebestreifen, die sich dehnen, wenn der Riss größer wird. Ein neues Bildverarbeitungsprogramm macht solche Kontrollmaßnahmen künftig überflüssig. Forscher am Fraunhofer ITWM haben diese Software gemeinsam mit Kollegen der italienischen Firma Infracom entwickelt.

"Die Fotos einer Brücke werden von der Software automatisch auf bestimmte Eigenschaften und Unregelmäßigkeiten hin untersucht, etwa starke Farbabweichungen", sagt Markus Rauhut vom ITWM. "Im Gegensatz zum Menschen übersieht das Tool keine Auffälligkeiten – auch kleinste Schäden werden identifiziert und markiert."

Die Herausforderung liegt dabei darin, dass keine Brücke einer anderen gleicht. Form, Baumaterial und Oberflächenstruktur unterscheiden sich. Die Farbe ist abhängig vom Material, vom Grad der Feuchtigkeit und von Schmutz oder Bewuchs. Die Software muss mit diesen Abweichungen umgehen können.

Dafür haben die Forscher Metriken aus Fotos extrahiert. Dazu zählen etwa die charakteristische Form eines Haarrisses, typische Farbabweichungen oder die Strukturen des Materials. Die Metriken werden in einer Datenbank hinterlegt. Laden die Forscher ein Foto in das Programm, vergleicht die Software die Bildeigenschaften der neuen Aufnahme mit denen der gespeicherten. Entdeckt sie Unregelmäßigkeiten, markiert sie den jeweiligen Bereich im Foto. Der Brückenprüfer kann nun entscheiden, wie gravierend der Schaden ist. (dsc)