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Automatic Estimation of Excavator’s Actual Productivity in Trenching and Grading Operations Using Building Information Modeling (BIM)

Molaei, Amirmasoud ORCID iD icon 1; Kolu, Antti; Haaraniemi, Niko; Geimer, Marcus 1
1 Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract (englisch):

This paper discusses the excavator’s actual productivity in trenching and grading operations. In these tasks, the quantity of material moved is not significant; precision within specified tolerances is the key focus. The manual methods for productivity estimation and progress monitoring of these operations are highly time-consuming, costly, error-prone, and labor-intensive. An automatic method is required to estimate the excavator’s productivity in the operations. Automatic productivity tracking aids in lowering time, fuel, and operational expenses. It also enhances planning, detects project problems, and boosts management and financial performance. The productivity definitions for trenching and grading operations are the trench’s length per unit of time and graded area per unit of time, respectively. In the proposed techniques, a grid-based height map (2.5D map) from working areas is obtained using a Livox Horizon® light detection and ranging (LiDAR) sensor and localization data from the Global Navigation Satellite System (GNSS) and inertial measurement units (IMUs). Additionally, building information modeling (BIM) is utilized to acquire information regarding the target model and required accuracy. ... mehr


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000164334
Veröffentlicht am 15.11.2023
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST)
Fakultät für Maschinenbau – Institut für Fahrzeugtechnik und Mobile Arbeitsmaschinen (IFFMA)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2023
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2076-0825
KITopen-ID: 1000164334
Erschienen in Actuators
Verlag MDPI
Band 12
Heft 11
Seiten Art.-Nr.: 423
Projektinformation MORE (EU, H2020, 858101)
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch den KIT-Publikationsfonds
Vorab online veröffentlicht am 13.11.2023
Schlagwörter excavator’s productivity; progress monitoring; grading operation; trenching operation; elevation terrain mapping; building information modeling (BIM)
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