Verbundprojekt. AKIT Autonomie-Kit für seriennahe Arbeitsfahrzeuge zur vernetzten und assistierten Bergung von Gefahrenquellen

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1 Verbundprojekt AKIT Autonomie-Kit für seriennahe Arbeitsfahrzeuge zur vernetzten und assistierten Bergung von Gefahrenquellen Zivile Sicherheit Innovative Rettungs- und Sicherheitssysteme im Rahmen des Programms Forschung für die zivile Sicherheit der Bundesregierung Prof. Dr.-Ing. Andreas Wenzel

2 Projektziele Unterstützung von Einsatzkräften während Rettungseinsätzen Schutz vor Gefährdungen Schnelle und sichere Beseitigung von Gefahrenquellen, um Rettungs- und Bergungsmaßnahmen schnell einleiten zu können Szenario: Großschadensereignis mit hohem Gefahrenpotential für Einsatzkräfte AKIT-Ansatz Weltweit stehen geeignete Arbeitsmaschinen zur Verfügung (z. B. Bagger mit div. Wechselwerkzeugen; Traktoren mit div. Anbaugeräten) Entwicklung einer Zurüstlösung für Fahrzeuge zur Umsetzung von autonomen und teleoperierbaren Funktionen

3 Konsortium Götting KG Fahrzeugautomatisierung SGE GmbH Entwicklung und Umsetzung von Sondermodulen Kerntechnische Hilfsdienst GmbH Ad hoc Kommunikationsnetz mit niedriger Latenz Fraunhofer Institute IPA Handhabung mit Bergefahrzeug IOSB Fahrzeugnavigation und Automatisierung Bergefahrzeug und Support-Shuttle Assoziierte Partner und Berater Class Tractor SAS Liebherr Werke Bischoffshofen GmbH Palfinger Europe GmbH Feuerwehr Mannheim

4 Umzusetzende Bergungskette Hot-Zone Warm-Zone Cold-Zone UAV BEF SUH LTS MTS m. Bojenleger KKN 2 KKN 1

5 Funktionen des AKIT Zurüstbarkeit für Support-Shuttle und Bergefahrzeug Sensoren, Aktoren und DV-Hardware Automatisierte Fahrfunktionen in unstrukturierter Umgebung Wegpunktanfahrt Teach-In / Coming Home / Feinpositionierung für Manipulationsaufgaben Pfadplanung und -regelung, Hindernisvermeidung Kooperative Funktionen zwischen Fahrzeugen Autonome Manipulationsfunktionen 3D-Erfassung des Arbeitsraumes Greifpunktbestimmung Automatisierter Werkzeugwechsel Hilfsfunktionen 3D-Umgebungserfassung und Kartierung Autarke Kommunikation

6 Automatisierung von Arbeitsmaschinen Konventionelle Steuerung von Arbeitsmaschinen Adaptive Steuerung Gehirn Umgebungserfassung Sehen Hören Haptik Aktorik Hände Füße Maschine Umwelt

7 Automatisierung von Arbeitsmaschinen - Sensorik Umwelterfassung und Navigation GPS, ToF-Sensoren, Laser, Kameras Erfassung des Fahrzeugzustandes Odometrie, Winkel, Längen, Aktorstellungen

8 Automatisierung von Arbeitsmaschinen - Aktorik Ansteuerung über elektronische Schnittstellen (z. B. CAN-Bus) Elektrische Ansteuerung von Hydraulikventilen Mechatronische Ansteuerung von Bedienelementen

9 Herausforderungen Zustandserfassung der Arbeitsmaschine durch Menschenzentrierung kaum Sensoren zur Zustandserfassung (Winkel, Wege, Drehzahlen) vorhanden Schnelle und universelle Zurüstbarkeit von Sensoren (vor allem Drehgeber, Winkelgeber, Längenmesser) Universelle Ansteuerung der Arbeitsmaschine Unterschiedliche Schnittstellen und Zugänge zur Ansteuerung Schnelle Zurüstbarkeit von notwendigen mechanischen und mechatronischen Komponenten zur Ansteuerung (Ventile, Antriebe) Einlernen des Ansprechverhaltens Steuerung und Regelung Nichtlineares Verhalten Totzeiten Komplexe Parameteridentifikation und Regelung

10 Ergebnisse: Zurüstmodule Navigationsmodul für Support-Shuttle Steuerungsmodul für Bergefahrzeug Kommunikationsmodul für alle Komponenten

11 Ergebnisse: Bergefahrzeug

12 Ergebnisse: Support Shuttle

13 Zusammenfassung Halbzeitmeilenstein des Projektes wurde erfolgreich absolviert nächste Arbeiten weitere Integration der Zurüstkits in Fahrzeuge assistierte Manipulation mit Bergefahrzeug Integration der Kommunikationslösungen Integration in Leitstand Vorbereitung der Erprobung in einem Demonstrationsszenario

14 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!