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KIRAS Sicherheitsforschung

Kooperative Projekte > 2020

ROBOtik für 3D-Mapping, Orientierung und Lokalisierung bei untertägigen Einsatzszenarien

Ziel von ROBO-MOLE ist es, bei Einsätzen in Tunnels und sonstigen untertägigen Bauwerken erhöhte Sicherheit für Einsatzkräfte und betroffene Zivilpersonen durch Detektion und Identifikation von Gefahrenstoffen und automatische Lagekartenerstellung zu schaffen und einen effizienten Einsatzablauf zu ermöglichen.

Die Zunahme der Weltbevölkerung führt neben dem Infrastruktur- und Versorgungsstruktur-ausbau auch zu einer steigenden Nachfrage nach Rohstoffen. All dies macht die Sicherheit in Untertagestrukturen wie Tunnel und Bergwerke speziell in Schadens- oder Notfällen zu einem signifikanten Thema. Untertagestrukturen stellen aufgrund der außergewöhnlichen Rahmen-bedingungen eine große Herausforderung für Einsatzkräfte dar. Schlechte Sicht, Rauchentwicklung, Temperatur, Emissionen, Sprengstoffeinsatz, freigesetzte Gefahrenstoffe und strukturelle Gefahren zählen unter anderem zu den Einflussfaktoren, welche nicht nur besondere Anforderungen an die Einsatzkräfte stellen, sondern auch die Ausrüstung und die Geräte ans Limit treiben. Der Einsatz von mit Sensoren ausgerüsteten semi-autonomen Robotern für unterstützende Analyseaufgaben ermöglicht lageangepasste Einsatztechniken und eine schnelle Entscheidungsfindung. 

Ziel von ROBO-MOLE ist es, bei Vorfällen in untertägigen Bauwerken, eine erhöhte Sicherheit für Einsatzkräfte und Unfallopfer zu schaffen. Diese wird durch eine automatische Detektion und Identifikation von Gefahrenstoffen in Kombination mit einer Echtzeit-Lagekartenerstellung realisiert. Um dies zu erreichen wird ein semi-autonomer Roboter für unterstützende Analyseaufgaben konzipiert, welcher mit einer breiten und flexiblen Palette an Sensoren (Positionierung, Bildgebung und Gefahrenstoffdetektion) ausgestattet ist. Diese werden kombiniert, um eine sichere Navigation und Steuerung unter schwierigen Bedingungen, zu ermöglichen und um Gefahren detektieren und kartieren zu können. 

Eine der Innovationen bei diesem Projekt ist die robuste Positionsbestimmung und Pfadplanung, welche bis heute eine große Herausforderung bei der Navigation untertage darstellt, da diese ohne externe Infrastruktur oder Karteninformation auskommen muss. Eine weitere Innovation ist die komplexe 3D Modellierung in Echtzeit, welche eine schnelle Orientierung für die Planung des Einsatzes ermöglicht. Die Herausforderung dabei stellt die schnelle Verarbeitung und Darstellung der Lagekarte dar, welche aufgrund der großen Datenmenge besonders effiziente Algorithmen und neue Methoden erfordert. Dazu gehören die semantische Verarbeitung und Anreicherung der Daten, sodass kritische Strukturen und Objekte automatisch detektiert werden können. Die Entwicklung des vorgeschlagenen semi-autonomen Systems zur Erkundung und Analyse des Einsatzortes soll Untertageeinsätze somit effizienter und gefahrloser machen. 

Projektleiter:
Ass.Prof. Dr. Nina Gegenhuber Montanuniversität Leoben/Lehrstuhl für Subsurface Engineering

Weitere Projektpartner: 
Disaster Competence Network Austria
Technische Universität Graz – Institut für Geodäsie
Technische Universität Graz – Institut für Softwaretechnologie
Austrian Institute of Technology – Digital Safety and Security
JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH– Digital
Riegl Research Forschungsgesellschaft mbH
IQSoft GmbH
CBRN Protection GmbH
E-NETIC
BMLV – Kommando Streitkräfte
Berufsfeuerwehr Graz
Berufsfeuerwehr Linz
Berufsfeuerwehr Innsbruck 

Kontakt:
Ass.Prof. Dr. Nina Gegenhuber
Montanuniversität Leoben
Lehrstuhl für Subsurface Engineering
Franz-Josef Straße 18
8700 Leoben

Nina.gegenhuber@unileoben.ac.at

+43 3842 3401

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