Schwerpunktthemen 49. Paris Air Show in Le Bourget UMAT in der Luft Multi-Sensor-Verarbeitungssystem

Transkript

1 MAGAZIN DER ESG ELEKTRONIKSYSTEM- UND LOGISTIK-GMBH II/11 Schwerpunktthemen 49. Paris Air Show in Le Bourget UMAT in der Luft Multi-Sensor-Verarbeitungssystem für Unmanned Aircraft Systems Effizienz und Effektivität durch modulare Systeme Sehen und Verstehen Testautomatisierung bei MAN Truck & Bus AG

2 2 & 3 SPEKTRUM II/11 Die Paris Air Show ist neben der Inter nationalen Luftfahrtausstellung (ILA) in Berlin die bedeutendste Messeveranstaltung für die zivile und militärische Luftfahrtbranche und somit auch ein Highlight im Veranstaltungskalender der ESG. Im Mittelpunkt unserer Präsentation standen mit dem Unbemannten Missionsausrüstungsträger (UMAT), einer UAV Missions- Simulation mit Bodenkontrollstation, der Sense & Avoid-Assistenzfunktion (SAAFu) für den UAV-Operateur sowie unserer Sensorgestützten Landehilfe (SeLa) richtungweisende Lösungen zur Steigerung der Effektivität und Effizienz ziviler und militärischer Einsätze. Im Zuge der Neuausrichtung der Bundeswehr kommen nicht nur auf die Soldatinnen und Soldaten und zivilen Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, sondern auch auf die wehrtechnische Industrie insgesamt weitreichende Herausforderungen zu. Für die ESG gilt, wie in der Vergangenheit auch, dass wir uns diesen Herausforderungen proaktiv stellen und unsere Fähigkeiten dazu nutzen, diesen Prozess mit innovativen, schnell realisierbaren und vor allem einsatzorientierten Lösungen und Systemen umfassend zu unterstützen. Nachweise dieser Fähigkeit, schnell, flexibel und anforderungsgerecht auf den Bedarf unserer Kunden zu reagieren, finden Sie in dieser Spektrum-Ausgabe unter anderem in den Beiträgen über das Multi-Sensor-Verarbeitungssystem für Unmanned Aircraft Systems und das Mobile Führungssystem der Luftwaffe. Die Eröffnung unseres Büros in Shanghai ist Ausdruck für die besondere partnerschaftliche Verbundenheit mit unseren Kunden die ESG ist dort, wo der Kunde unsere umfassenden Serviceleistungen benötigt. Gleichzeitig bietet dieser Schritt die Möglichkeit, neue Kunden auf einem der wachstumsstärksten Märkte der Welt mit unserem Know-how als Automotive-Engineering-Partner zu gewinnen und zu unterstützen. Die Berichte über die Kamerabasierte Überwachung der Fahrzeugumgebung sowie die Testautomatisierung bei MAN Truck & Bus AG veranschaulichen beispielhaft die Engineering-Kompetenzen der ESG-Gruppe. Auch diese Spektrum-Ausgabe wird wie gewohnt durch weitere Kurzberichte aus dem Unternehmen abgerundet. INHALTSVERZEICHNIS IMPRESSUM Herausgeber 49. Paris Air Show in Le Bourget UMAT in der Luft Unbemannter Missionsausrüstungsträger der ESG führt erfolgreichen Experimentalflug durch. Multi-Sensor-Verarbeitungssystem für Unmanned Aircraft Systems Effizienz und Effektivität durch modulare Systeme MobFüSysLw im vernetzten Einsatz Sehen und Verstehen Kamerabasierte Überwachung der Fahrzeugumgebung Testautomatisierung bei MAN Truck & Bus AG Kurzmeldungen English Summary ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH Livry-Gargan-Straße 6, Fürstenfeldbruck Tel , Ich wünsche Ihnen eine interessante Lektüre. Verantwortlich für den Inhalt Ulrich-Joachim Müller (UJM), Unternehmenskommunikation Ihr Götz Graichen, im Juli 2011 Mitarbeiter dieser Ausgabe Gestaltung Dr. Hieronymus Fischer (HF), Markus Haab (MH), Dr. René Knorr (RK), Jürgen Mayer (JM), Dr. René Purainer (RP), Martin Schneider (MS) ESG Design & Medien Druck Seismografics JK GmbH, Unterschleißheim Auflage 2500 Fotos Alle Abbildungen ESG, wenn nicht anders angegeben.

3 49. Paris Air Show in Le Bourget Mit der Teilnahme von rund 2100 Ausstellern und gemeldeten Fachbesuchern sowie luftfahrtinteressierten Gästen bestätigte die 49. Internationale Luftfahrtausstellung auf dem Flughafen Le Bourget bei Paris ihre besondere Bedeutung für die Branche. Diese Bedeutung spiegelte sich jedoch nicht nur an der Zahl der Besucher aus aller Welt, sondern insbesondere auch an den ausgestellten Technologien und Luftfahrtzeugprogrammen eindrucksvoll wider: Ökoeffizientes Fliegen, neue Lösungen für Simulation und Training sowie Innovationen im Bereich unbemannter fliegender Systeme (Unmanned Aerial Vehicles, UAV) bestimmten die Schlagzeilen während der Messe und sind kennzeichnend für die Zukunft des Luftfahrtbereichs. Die ESG als luftfahrttechnischer Betrieb für Planung, Entwicklung, Integration und Logistische Betreuung maßgeschneiderter Avionik-, Missions- und IT-Systeme präsentierte, gemeinsam mit ihrer Tochter AC&S Aerospace Consulting & Services GmbH, richtungweisende Lösungen für bemannte und unbemannte Luftfahrtsysteme. Im Mittelpunkt der Ausstellung standen: Unbemannter Missionsausrüstungsträger (UMAT) UAV Missions-Simulation mit Bodenkontrollstation Sense & Avoid-Assistenzfunktion (SAAFu) für den UAV-Operateur Sensorgestützte Landehilfe (SeLa) für Hubschrauberlandungen unter Brownout- und Whiteout-Bedingungen Der UMAT ist ein unbemanntes Luftfahrzeug und kann teilautonom fliegen oder wird vom Boden aus geführt. Mit diesem System verfügt die ESG über ein Luftfahrzeug, das als Versuchsträger zur Durchführung operationeller und/oder technischer Untersuchungen eingesetzt werden kann. Einen Bericht über einen kürzlich durchgeführten Experimentalflug finden Sie im Anschluss an diesen Artikel. Die Sense & Avoid-Assistenzfunktion ermöglicht dem UAV-Operateur, auftretende Konfliktrisiken frühzeitig zu erkennen und durch geeignete Flugmanöver aufzulösen. SAAFu ist zudem das derzeit einzige System, das dem Operateur am Boden erlaubt, Flugmanöver zu vermeiden, die zu einer Kollision führen würden. Mit SAAFu hat die ESG ein System geschaffen, das die dafür erforderlichen Daten in optimaler Form aufbereitet und dem UAV-Operateur zur Anzeige bringt. Bei Hubschrauberlandungen kommt es gerade bei Einsatzszenarien in ariden Gebieten zur Aufwirbelung von losen Partikeln wie Staub und Sand, so genannter Brownout, oder Schnee, Whiteout. Vor diesem Hintergrund hat die ESG das System Sensorgestützte Landehilfe (SeLa) entwickelt, mit dessen Hilfe der Pilot während der Landephase umfassend über die Lage des Hubschraubers (Höhe über Grund, relative Lage zum Landeort, Steig-/ Sink rate, Schräglage und Hindernisse) informiert wird. SeLa ermöglicht dem Piloten, trotz schwierigster Sichtbedingungen, die Groundreference beizubehalten und somit eine sichere Landung durchzuführen. Der Vorsitzende der Geschäftsführung der ESG, Gerhard Schempp,

4 4 & 5 SPEKTRUM II/11 konnte zahlreiche hochrangige Vertreter der Bundeswehr, von Behörden und Organisationen und der Wirtschaft in Le Bourget begrüßen. Gemeinsam mit dem Leiter des Geschäftsbereichs Luftfahrzeuge, Christoph Weber, und den Fachkollegen nutzte er die Gelegenheit, die Gäste über das umfassende Leistungsspektrum und die Innovationen der ESG zu informieren. Unter den namhaften Besuchern waren unter anderen der Staatsskretär im Bundesministerium der Verteidigung, Stéphane Beemelmanns, Claude-France Arnould, Chief Executive der Europäischen Verteidigungsagentur, EDA, der Inspekteur der Luftwaffe, Generalleutnant Aarne Kreuzinger- Janik, Generalleutnant Peter Schelzig, Befehlshaber Luftwaffenführungskommando, sowie der Leiter der Projektabteilung Luft im Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung, EDirBWB Helmut Richter, der von Joachim Schlauß, Diréction Générale d` Armament de France, DGA, begleitet wurde. Darüber hinaus folgten führende Vertreter der französischen Automobilindustrie der Einladung des Präsidenten der ESG France SAS, Dr. Oliver Nass, sich auf dem Stand der ESG einerseits über die Leistungsfähigkeit der ESG-Gruppe sowie über die Chancen eines zielgerichteten Technologietransfers zwischen Luftfahrt- und Automotive-Bereich zu informieren. Auf Wiedersehen auf der Internationalen Luftfahrtausstellung in Berlin vom 11. bis 16. September 2012! UJM Staatssekretär Stéphane Beemelmanns mit Gerhard Schempp und Dr. René Knorr Dr. Oliver Nass begrüßt die Delegation der französischen Automobilindustrie. Gerhard Schempp begrüßt Claude-France Arnould auf dem Stand der ESG. Generalleutnant Peter Schelzig (2.v.r.) vor dem UMAT der ESG Der Inspekteur Luftwaffe, Generalleutnant Aarne Kreuzinger-Janik, besucht die ESG. Christoph Weber mit EDirBWB Helmut Richter, Joachim Schlauß und Dr. René Knorr (v.l.n.r.)

5 UMAT in der Luft Unbemannter Missionsausrüstungsträger der ESG führt erfolgreichen Experimentalflug durch. UMAT im Flug Vorbereitung/Aufbau des Gesamtsystems Mitte Mai dieses Jahres führte die ESG gemeinsam mit ihrem Kooperationspartner Swiss UAV erste Experimentalflüge zur Erprobung und Weiterentwicklung ihres Unbemannten Missionsausrüstungsträgers (UMAT) auf dem Flugplatz Mindelheim-Mattsies durch. Die Flüge dienten dem Durchführen und Überprüfen aller betrieblichen Abläufe beim realen Einsatz des VTOL-UAS (Vertical Take Off and Landing-Unmanned Aircraft System). Die betrieblichen Abläufe gliedern sich dabei in fünf Hauptphasen: Aufbau des Gesamtsystems, bestehend aus Hubschrauber, Datenlinkverbindung und Bodenkont rollstation (BKS), Missions- und Flugwegplanung, Startvorbereitung und Betankung des Fluggerätes und Überprüfen aller Systeme, Missionsdurchführung, Missionsnachbereitung und Vorbereitung zum Rücktransport des VTOL-UAS. Flugkampagne Im Rahmen der für diese erste Flugkampagne geplanten Experimentalflüge startete und landete der UMAT automatisch und erfüllte im Rahmen der teilautonomen Missionsdurchführung mit Strecken-, Steig-, Sink- und Schwebeflug entlang vorgeplanter Wegpunkte sämtliche Anforderungen. Die Missionsdurchführung wurde dabei parallel vom UAV-Operateur in der Bodenkontrollstation überwacht. Dadurch wurde sichergestellt, im Bedarfsfall jederzeit in den Missionsablauf eingreifen zu können. Ausblick Diese erste UMAT-Flugkampagne war eine wichtige Vorbereitung der für diesen Sommer vorgesehenen weiteren Experimentalflüge. Diese dienen dann der Erprobung eines miniaturisierten Millimeter- Wellen-SAR-Sensors des Fraunhofer-Instituts für Hochfrequenzphysik und Radartechnik. Ein SAR (Synthetic Aperture Radar)-Sensor tastet die Erdoberfläche mittels elektromagnetischer Wellen ab und ist weitgehend vom Wetter unabhängig. Daher eignen sich SAR-Sensoren besonders für Aufklärung und Überwachung. Im Anschluss daran sind bereits weitere Experimentalflüge mit dem Unbemannten Missionsausrüstungsträger der ESG zur weiteren Untersuchung der operationellen Leistungsfähigkeit der fliegenden Plattform und seiner Missionsavionik geplant. Zusätzlich erarbeitet die ESG zusammen mit dem UAV- Hersteller sowie mit der militärischen UMAT Technische Daten Maße: 320 x 105 x 98 cm Gewicht: 125 kg / 65 kg (leer) Nutzlast: bis zu 30 kg Triebwerk: 2 x 30 kw-jet-engine Geschwindigkeit: bis zu 120 km/h Flugzeit: bis zu 3,5 h C2-Datenlink: 30 bzw. 60 km LOS (2,4 oder 0,9 /1,3 GHz) Image Data Link: km Luftfahrtzulassungsstelle (Wehrtechnische Dienststelle 61) einen Zulassungsprozess, der als Basis für die zukünftige Zulassung von VTOL-UAVs für den Betrieb im kontrollierten Luftraum dienen soll. Die Zulassung unbemannter fliegender Systeme für den Betrieb außerhalb von gesperrten Lufträumen ist unabdingbare Voraussetzung für die umfassende Nutzung dieser Systeme in unterschiedlichen Anwendungsgebieten. RK Variable Nutzlast: Experimental-, Prototypen- & COTS-Nutzlast Optoelektronische Infrarot- Sensoren, z. B: FLIR COBALT 190, FLIR TALON, IAI Minipop, miniaturisierte SAR Navigations-, meteorologische und geologische Sensoren UAV-Kontrollstation: STANAG 4586-kompatibel mit Schnittstellen für Luftfahrzeug- und Missions-Management sowie Nutzlast-Steuerung; Daten-Links, Funk, IP und Telefonnetzwerke

6 6 & 7 SPEKTRUM II/11 Multi-Sensor-Verarbeitungssystem für Unmanned Aircraft Systems Unmanned Aircraft Systems (UAS) sind inzwischen fester Bestandteil der Streitkräfte. Sie tragen mit leistungsfähiger Sensorik, langer Verweildauer und weitreichender Kommunikationsausstattung dazu bei, das Fähigkeitenpotenzial in der Kategorie Nachrichtengewinnung und Aufklärung deutlich zu steigern. In Verbindung mit den entsprechenden Auswertesystemen, um die verschiedenen Sensordaten fusionieren und die relevanten Informationen identifizieren zu können, kann damit das Lagebild erheblich verbessert und der Schutz der Soldaten im Einsatz erhöht werden. Hierzu liefert die ESG als Generalunternehmer mit ihren Partnern Fraunhofer-IOSB, M4Com und ServiceXpert ein Multi-Sensor-Verarbeitungssystem für die Einsatzkräfte der Bundeswehr. Unbemannte Aufklärungs- SYSTEME im Einsatz Multi-Sensor-Verarbeitungssystem im Einsatz Seit 2010 wird die echtzeitnahe Aufklärung in Afghanistan mit der Zwischenlösung des Systems für die Abbildende Aufklärung in der Tiefe des Einsatzgebiets (SAATEG) Medium Altitude Long Endurance (MALE) unterstützt. Dazu wurde das System HERON 1 der Firma Israel Aerospace Industries (IAI) im Rahmen eines Dienstleistungsvertrages der Luftwaffe zur Verfügung gestellt. HERON 1 ist mit einem elektrooptischen Sensor (EO) für Stand- und Bewegtbild, einem Infrarotsensor (IR) und abbildenden Synthetic Aperture RADAR (SAR) mit Ground Moving Target Indication (GMTI) ausgestattet, um bei jeder Wetterlage Aufklärungsinformationen liefern zu können. Gerade die Möglichkeit zur Aufnahme von hochauflösenden Bewegtbilddaten (Full Motion Video FMV) erlaubt den Truppen die Identifizierung von Details aus großen Entfernungen. Damit können mögliche Bedrohungen frühzeitig identifiziert und entsprechende Schutzvorkehrungen für die Soldaten getroffen werden. Die Kommunikationsausstattung der HERON 1 u. a. mit SatCom Data Link erlaubt die echtzeitnahe Übertragung der Sensorinformationen an die Bodenkontrollstationen mit der erforderlichen Bandbreite auch über große Entfernungen hinweg. Die Sensordaten stehen an den Bodenstationen in STANAG-(Standardisation Agreements-)konformen Formaten für die weitere Verarbeitung zur Verfügung. Aber auch UAS für die Nahbereichsaufklärung wie KZO und LUNA liefern mit ihrer Sensorik und Echzeit- Übertragungsfähigkeit der Sensordaten schon seit längerem wertvolle Informationen zur frühzeitigen Erkennung von Bedrohungen und zur Vervollständigung des Lagebilds. Multi-Sensor-Verarbeitungs- SYSTEM der ESG Heute stehen im Zusammenhang mit dem Einsatz der Aufklärungssysteme durch die Bundeswehr noch Fähigkeitslücken im Raum, die zur Nutzung des Potenzials der Systeme geschlossen werden müssen. Die Verarbeitung, Verteilung und Langzeitspeicherung der detaillierten Sensordaten, insbesondere die hochaufgelösten Full Motion Videos, benötigen leistungsfähige Videoverarbeitungssysteme. Auswertesysteme zur Fusionierung der verschiedenen Sensordaten, die auf die leistungsfähigen Sensoren der heutigen Unmanned Aircraft Systems ausgerichtet sind, bedürfen einer Integration in die Aufklärungskette. Die STANAG-konforme Speicherung der Aufklärungsinformation in einer so genannten Coalition Shared Data (CSD) mit der Möglichkeit zur Einbindung von Aufklärungsergebnissen von internationalen Partnern und die Weitergabe von Informationen an Führungs- und Einsatzsysteme zur Verbesserung des Lagebilds, sind zu lösen. Um diese Fähigkeitslücken zu schließen und das Potenzial der Aufklärungssysteme zu verbessern, wurde die ESG zur Bereitstellung eines Multi-Sensor-Verarbeitungssystems im Rahmen eines Einsatzbedingten Sofortbedarfs (ESB) beauftragt. Dieses System wird bereits Mitte 2011 ausgeliefert und folgende Fähigkeiten bereitstellen: Fusionierung und Auswertung der verschiedenen Sensorsysteme (Multi-Sensor-Fusion und -Auswertung) STANAG-konforme Speicherung und Datenaustausch von Sensordaten und Aufklärungsergebnissen

7 Speicherung, Verwaltung und Online-Transkodierung/Kompression von hochaufgelösten FMV Verteilung von Video-Livestreams über SatComBw an weitere Truppenteile und Standorte der Bundeswehr im Einsatzland Verarbeitung und Austausch von VS-NfD und Geheim eingestuften Informationen Dazu werden die erforderlichen IT- Systeme für die Sensordatenspeicherung und -verarbeitung angepasst und anschließend in einen für die jeweilige Einsatzumgebung geeigneten und mit den erforderlichen Komponenten und Anschlüssen vorbereiteten Container integriert. CSD-Server zur Speicherung der Aufklärungsdaten Für die Speicherung der Sensordaten sowie für die Ablage der in der Auswertestation erstellten Produkte wird ein um die nationalen Belange erweiterter CSD-Server eingesetzt. Dieser National Shared Data-(NSD-)Server des Fraunhofer-IOSB verfügt dabei über alle Funktionen einer CSD wie die oben genannten Metadaten, gestützte Ablage von Sensor- und Auswertedaten und Synchronisation mit anderen CSD-Servern. Nationale Spezifika betreffen dabei die Erweiterung um spezifisches Datenlabelling sowie die Möglichkeit, weitere Datentypen einzufügen. Um den Erfordernissen des Einsatzes gerecht zu werden, wurden die Administrationsmöglichkeiten des Systems überarbeitet und die Performance optimiert. Zusätzlich wurden Aspekte der IT-Sicherheit eingearbeitet und Schnittstellen zu Komponenten des Gesamtsystems wie den Protokollserver und den LDAP-Server definiert und implementiert. Schnittstellen zum ViDiS (Video Distribution System) wurden analysiert und überarbeitet. Verarbeitungssysteme für Sensordaten Die M4Com System GmbH bringt in das Projekt insbesondere ihre langjährige Erfahrung aus der Operationa lisierung der Multi-sensor Aerospace-ground Joint ISR Interoperability Coalition-Architektur (MAJIIC) in Afghanistan mit ein. Darauf basierend wurde von der Bundeswehr ein ViDiS beschafft, das bereits zuverlässig den HERON-Datenstrom speichert und in Echtzeit an unterschiedliche Abnehmer, entsprechend ihrem Bedarf transcodiert, zur Verfügung stellt. Das System bietet die Fähigkeit, Fehler in eingehenden Streams in gewissem Umfang zu korrigieren und so einen standardkonformen STANAG 4609-Ausgangsstream zu gewährleisten. Ausgehend von der Umsetzung des MAJIIC-Konzepts und den Einsatzerfahrungen wurde ein Auswertekonzept erstellt, welches die identifizierte Fähigkeitslücke schließen soll. Hierfür werden neben dem ViDiS der M4Com eigene Infrastrukturelemente zum Betrieb von Auswertezellen im Multiuser-Betrieb geliefert. Zu diesem Zweck wird ein Authentisierungssystem eingesetzt, über das sich alle Anwender der Server- und Workstationsysteme zentral authentisieren. Da ViDiS und NSD für diese Auswertezelle Hand in Hand arbeiten sollen, wurden in enger Abstimmung mit Fraunhofer-IOSB das ViDiS an die NSD angebunden. So besteht die Möglichkeit, einen eingehenden Videostrom sofort, d. h. beim Eintreffen des ersten Frames, auch über das NSD bekannt zu geben. Um den Anforderungen aus dem Sicherheitskonzept für eine Bearbeitung bis zur Einstufung Geheim Heron 1 im Einsatz (Quelle: Luftwaffe, Bernd Berns) Rechnung zu tragen, wurde neben vielen konfigurativen Anpassungen ein spezifischer Protokollserver eingesetzt. Dieser ist in der Lage sowohl den aktuellen Zustand aller Systeme live zu protokollieren als auch über alle Aktionen der Anwender automatisiert Buch zu führen. Alle Vorgänge im System stehen revisionssicher zur Verfügung. Zur Kommunikation wurde ein zentraler Server eingerichtet, der sämtliche Kommunikation überwacht und analysiert. Zentrales Element des Multi-Sensor-Verarbeitungscontainers sind die MAuS-Systeme (Modulares Auswertesystem) der M4Com, mit denen die Produkte der GES (Ground Exploitation Station) geprüft und in die NSD eingestellt werden. Diese Arbeitsplätze sind in der Lage, auch eingehende Live-Video-Ströme auszuwerten, um damit die Aufklärung sofort beginnen zu können. Der Auswerter hat auch die Möglichkeit, im Datenstrom rückwärts zu gehen. Er kann sich einen schnellen Überblick über mehrere Stunden Sensordaten verschaffen. Die Live-Korrelation der Sensordaten mit einer Karte und dem zugehörigen Zeitpunkt erhöht die Nutzbarkeit und Situation Awareness. Mit Hilfe des VIDEX (Video-Auswerte-Client) sind mehrere Nutzer in der Lage, Videodaten verschiedener und gleicher Sensoren parallel und in Echtzeit zu betrachten. Neben der Echtzeitsicht hat der Nutzer die Möglichkeit, jede beliebige Situation zeit- und ortsbezogen sofort zu analysieren. Diese Daten können sowohl als STANAG 4609-Clip als auch als STANAG 4545-Bild exportiert werden. Weiterhin ist der Nutzer in der Lage STANAG 4607 GMTI- Daten anzuzeigen und auszuwerten. Übermittelte SAR/EO/IR-Bilder können annotiert und einem auf der MAuS mit Hilfe des integrierten i2exrep (der Fraunhofer-IOSB) erstellten Report zugeordnet werden. Produkte aus einer derartigen Nachauswertung können im NSD eingestellt und somit weiteren Ebenen verfügbar gemacht werden. Das in der MAuS integrierte GIS-System ermöglicht, alle georeferenzierten Daten geografisch anzufragen und in einer Multilayer-Visualisierung fusioniert darzustellen. Das Konzept des modularen Multisensor-Auswerte-Systems und seiner Infrastruktur-Komponenten ist generisch angelegt und kann einfach auf Basis identischer Core-Module für die verschiedensten Einsatzzwecke übergreifend eingesetzt werden. Die Integrationsfähigkeit auf Basis der Interoperabilität bzgl. STANAG- und Industriestandards bieten eine zukunftsfähige Grundarchitektur, die eine in dem Umfang bisher nicht erreichte NetOpFü-Fähigkeit herstellt. Systemintegration für die Einsatzumgebung Die Systeme für die Sensordatenspeicherung und -verarbeitung werden in einem für die besonderen Anforderungen spezifizierten 20 -ISO- Container der Firma Drehtainer eingerüstet. Die ESG-Tochter ServiceXpert rüstet die elektrischen und mechanischen Komponenten in den Container ein. An das System können zukünftig weitere Sensor- und Aufklärungssysteme angeschlossen werden. Eine Anbindung des Systems an das Führungsinformationssystem der Streitkräfte wird derzeit vorbereitet, um die Aufklärungsinformationen für die Lagegenerierung verfügbar zu machen. Mit dem Multi-Sensor-Verarbeitungssystem schließt die ESG zusammen mit ihren Projektpartnern eine weitere wichtige Fähigkeitslücke für die Einsatzkräfte der Bundeswehr. JM

8 8 & 9 SPEKTRUM II/11 Effizienz und Effektivität durch modulare Systeme MobFüSysLw im vernetzten Einsatz VS-Einstufungen, die parallel in einem Raum betrieben werden können: VS-GEHEIM VS-MISSION SECRET, NATO SECRET, EU SECRET VS-NfD Um dies zu ermöglichen, sind die abstrahlgeschirmten Grundcontainer inkl. Klimatisierung und elektrisch betriebenem Antennenmast mit unterschiedlichen Rüstsätzen ausgestattet, die je nach Containertyp zwischen 400 kg und 1600 kg Zuladung ergeben. Die Datenverkabelung innerhalb eines Containers hat dabei zum Teil eine Gesamtlänge von mehr als 500 Metern. Durch dieses Führungssystem ist die Luftwaffe im weltweiten Einsatz nun befähigt, unabhängig von ortsfester Infrastruktur in unterschiedlichsten Klimazonen den Führungsvorgang durch eine ebenengerechte Informationsversorgung zu unterstützen (vgl. Abbildung links). Bei dieser neuen Generation von Gefechtsständen wurden den Anforderungen an Interoperabilität und vernetzter Operationsführung durch den Einsatz modernster Kommunikationsmittel und deren Einbindung in die Gesamt-IT-Architektur der Bundeswehr Rechnung getragen. Unterstützung des Führungsvorgangs durch MobFüSysLw Mit der offiziellen Übergabe des ersten von drei mobilen Gefechtsständen im Oktober 2010 an den Nutzer konnte der erste Meilenstein im Projekt Mobiles Führungssystem der Luftwaffe Realisierung Kernfähigkeit durch die ESG und ihre Partner erfolgreich abgeschlossen werden. In den vergangenen Monaten wurde auch der zweite mobile Gefechtsstand für die fliegenden Verbände der Luftwaffe an die Bundeswehr übergeben. Mit der Abnahme des dritten Systems im Mai 2011 steht das Projekt nunmehr kurz vor dem Ende der Einführungsphase. Durch diese drei neuen mobilen Gefechtsstände ist die Befähigung der Luftwaffe zur Führungsunterstützung von einer Grundbefähigung auf eine Kernbefähigung angewachsen. Flexibilität durch modulare SySteme Die Einzelkomponenten sowohl auf Containerebene als auch zum Teil deren Unterkomponenten sind hochmodular gegenseitig austauschbar, erweiterbar oder ersetzbar. Die Funktionscontainer als Arbeitsraum für die unterschiedlichen Führungsgrundgebiete können pro Gefechtsstand bis zu 35 Arbeitsplatzsysteme (APS) des Führungsinformationssystems der Luftwaffe (FüInfoSysLw) aufnehmen. Die weiteren Arbeitsplätze bzw. Fachinformationssysteme können flexibel auftrags- und lagebezogen den Containern zugeordnet werden. Hierzu verfügen die einzelnen Container jeweils über drei voneinander getrennte Netzwerke mit unterschiedlichen Mobile Gefechtsstände im vernetzten Einsatz Die aktuell durchgeführten Einsätze der Gefechtsstände im Rahmen von Übungen im nationalen und NATO-Umfeld nur 5 Monate nach der Übergabe zeigt die hohe Akzeptanz dieser Systeme und beweist gleichzeitig das hohe Maß des Ausbildungsniveaus der die Systeme betreuenden Dienststelle. Ein mobiler Gefechtsstand wird aktuell durch das Jagdgeschwader 74 (JG 74) in Neuburg an der Donau für die Vorbereitung und Durchführung der Überprüfung der Einsatzbefähigung im Rahmen der NATO Response Force 2012 genutzt. Dies stellt eine der ursprünglichen Befähigungen dieses Systems dar. Ein weiterer mobiler Gefechtsstand des MobFüSysLw wurde vom 16. bis zum 26. Mai 2011 als Anteil eines Teilstreitkräfte-übergreifenden Gefechtsstandes im Rahmen des Experimentes JADOC (Joint Air Defence Operation Centre) erfolgreich eingesetzt. Dieser Gefechtsstand setzt sich aus Teilstreitkraft-übergreifenden Einheiten zusammen, um mit den miteinander vernetzten Mitteln beider Teilstreitkräfte zu führen und zu

9 Mobiler Gefechtsstand im Einsatz beim Jagdgeschwader 74 in Neuburg an der Donau wirken. Dazu war es notwendig, im Rahmen der vernetzten Operationsführung unterschiedliche Systeme in einem gemeinsamen Gefechtsstand zusammenzuführen. Durch die offene und flexibel gestaltete IT-Architektur des mobilen Gefechtsstandes des MobFüSysLw gelang dies innerhalb kurzer Zeit und konnte so einen wertvollen Beitrag zum Gelingen des Experimentes leisten. Rund 300 Soldatinnen und Soldaten des Flugabwehrraketengeschwaders 1 Schleswig-Holstein, des Einsatzführungsbereichs 3 aus Holzdorf, von Heeresflugabwehr, der Fregatte Sachsen sowie des Sanitätsdienstes waren in die Hochwertübung Blue Sky/Hohe Geest aktiv eingebunden. Im Verlauf dieses Jahres wird der Übungsbetrieb der Systeme noch weiter intensiviert werden, wobei auch schon die ersten Verlegungen an Standorte außerhalb Deutschlands geplant werden. Das von der ESG entworfene modulare System für mobile Führungssysteme ermöglicht, wie zuvor beschrieben, ein hohes Maß an Flexibilität in der Nutzungsphase. Die kurze Realisierungszeit bis zur Einführung in die Bundeswehr am Beispiel des MobFüSysLw zeigt aber auch, dass sich dieses modulare Prinzip positiv auf die Projektierungszeit auswirkt. Produktreife Einzelbausteine können je nach Anforderung des Kunden auftragsgerecht zu einem Gesamtsystem integriert werden und, sofern erforderlich, um Speziallösungen ergänzt werden. Nicht nur containerbasierte Lösungen können durch die Verwendung des Baukastensystems anforderungsoptimiert für den Kunden realisiert werden. Dieses bewährte Prinzip wurde auch bei der Realisierung des Multi-Sensor-Verarbeitungssystems für unbemannte fliegende Aufklärungssysteme (Unmanned Aircraft Systems, UAS) erfolgreich angewendet. (Siehe Artikel auf Seite 6-7.) RP Schnittstellen eines mobilen Gefechtsstandes zu externen Systemen

10 10 & 11 SPEKTRUM II/11 Sehen und Verstehen Kamerabasierte Überwachung der Fahrzeugumgebung Einleitung und Status Kameras erfassen das Systemumfeld, Objekte werden detektiert und klassifiziert: Das ist Sehen. Es wird die Frage beantwortet, an welchem Ort in der Szene sich welche Objekte befinden. In Ansätzen sind das zugleich die ersten, noch lange nicht abschließend ausgearbeiteten Lösungen in Richtung Verstehen. Der darauf folgende, größere Schritt ist die ganzheitliche logische Interpretation von Szenen. Das kognitive Verarbeiten der physikalischen Außenweltsicht ist sehr komplex und wird heute in den vielfältigen Querbeziehungen und aufwändigen Verarbeitungsprozessen noch nicht im Sinne einer praxistauglichen und echtzeitfähigen Anwendung beherrscht. In der Abfolge Sehen Verstehen sind wir erst auf dem Weg vom Ersteren zum Zweiten. Gerade im Bereich der Automotive-Bildverarbeitung wurden bisher viele Lösungen für sehr spezielle Probleme wie die Fußgängererkennung oder die Fahrspurerkennung entwickelt. Die realisierten Systeme erreichen zwar eine akzeptable Erkennungsrate, agieren aber noch weit weg von einem Szenenverständnis. Der Hauptgrund ist: Ihr Auswertealgorithmus beschränkt sich auf simple Mustervergleiche und Plausibilitätschecks zur Erkennung ganz bestimmter vordefinierter Objekte. Ein Beispiel zur Darstellung der daraus resultierenden Problematik: Aktuelle Verkehrszeichenerkennungssysteme erkennen auch solche Verkehrszeichen als relevant, die an den Rückwänden von LKWs angebracht sind. Im Effekt zeigt dann ein solches System die Höchstgeschwindigkeit 80 km/h mitunter auch dann an, wenn tatsächlich gar keine Beschränkung vorliegt. Solche Unzulänglichkeiten führen dazu, dass diese Systeme derzeit nicht für sicherheitskritische Anwendungen eingesetzt werden können. Die für autonomes Fahren größen und Bewegungen in der realen Umgebung. Diese Informationen werden benötigt, um den räumlichen und zeitlichen Kontext herzustellen. Analyse und Lösungsansatz Leistungsmerkmal Rein physikalisch gesehen, können Kameras einen ähnlichen Ausschnitt der relevanten Fahrzeugumgebung wahrnehmen, wie er typischerweise auch vom Fahrer erfasst wird. Die technischen Parameter von Kameras (Öffnungswinkel, Brennweite, Auflösungsvermögen, erfasstes Frequenzspektrum) können, je nach genauer Aufgabe, fast immer so gewählt werden, dass die Leistungsfähigkeit des menschlichen Auges erreicht oder gar übertroffen wird. In manchen Bereichen haben Kameras gar deutliche Vorteile, z. B. bei der Nachtsichtfähigkeit. Durch den Zusammenschluss mehrerer Kameras kann eine permanente Rundumsicht erreicht und damit eine vollständige Erfassung der Fahrzeugumgebung jederzeit gewährleis erforderliche sehr hohe Verlässlichkeit ist damit noch nicht erreicht. Die Schwächen sind maßgeblich dadurch zu beheben, dass die Bildauswertung sukzessive durch weitere Kontextinformation angereichert wird. Dabei können die Zusatzinformationen größtenteils aus dem Bild selbst gewonnen werden, bisweilen macht es aber auch Sinn, sie von externen Quellen zu beziehen (Digitale Karte, Car2X etc.). Im Luftfahrtsektor geht der Trend zu unbemannten Fluggeräten, die sich weitgehend autark in ihrer Umgebung bewegen. Umfangreiche Sensorik soll dabei für eine schnelle Lagebeurteilung sorgen. Für die Verarbeitung der hierbei anfallenden Fülle an Informationen ist eine extrem leistungsfähige Echtzeit-Bilddatenverarbeitung für Objekterkennung und Tracking etc. erforderlich. Auch hier zeigt sich die Notwendigkeit eines umfassenden Verarbeitungsansatzes. Immer dann, wenn die Aufgabenstellungen eng umrissen und die Lösungen auf diese ganz bestimmten Anwendungen zugeschnitten werden, lassen sich auf der Basis von optischen Systemen sehr effektive Assistenzsysteme entwickeln. Wird das Umfeld komplexer, stoßen heutige kamerabasierte Assistenzsysteme indessen schnell an ihre Grenzen. So ist es z. B. noch nicht möglich, für ein Kreuzungsszenario im Straßenverkehr ein adäquates Szenenverständnis aufzubauen und dauerhaft aufrechtzuerhalten. Für diesen Typus der Aufgabenstellung ist eine Interpretation der Bilddaten notwendig, wie sie mit vertretbarem Aufwand an Ressourcen nur von biologischen Systemen in ausreichender Qualität beherrscht wird. Es geht um Klassifikationsaufgaben, also die Zuordnung von Objekten im Bildraum zu Symbolen real existierender Entitäten (Fußgänger, Fahrzeuge, Verkehrsanlagen etc.). Eine weitere zentrale Aufgabe ist die Bestimmung von Entfernungen, Objekttet werden (Surround-View-System), was dem Fahrer schon wegen seines begrenzten Blickwinkels nicht möglich ist. Freilich erfordert die Verarbeitung der Datenströme von solchen Kameraverbünden mit unterschiedlichen optischen Parametern und Frequenzbereichen einen hohen technischen Aufwand für die Herstellung einer geometrisch und physikalisch konsistenten Gesamtsicht. Grundsätzlich Mensch und Auge Assistenzsystem und Kamera(s) Frequenzspektrum O ++ Erfassung von Farbinformationen O ++ Fähigkeit zur Objekterkennung (Kategorisierungsleistung) ++ Nachtsichtfähigkeit ++ Fusionsfähigkeit + Schnelligkeit der Objekterkennung ++ Bestimmung der Objektposition + O Bestimmung der Objektgeschwindigkeit + O Objektklassifizierung ++ Erkennung der Eigenbewegung ++ O Multi-Objekt-Verfolgung + + Herstellen von Objektrelationen ++ Ableitung der räumlichen Kontextinformation ++ Ableitung der zeitlichen Kontextinformation ++ Herstellen eines Szenenverständnisses ++ Relative Leistung kamerabasierter Assistenzsysteme im Vergleich zum Menschen ist dies aber machbar und wird auch schon technisch umgesetzt. Optische Systeme zur Erfassung der Fahrzeugumgebung sollen das Auge des Fahrers zunächst einmal nicht ersetzen. In erster Linie zielen sie daraufhin ab, den Fahrer zu unterstützen, z. B. durch Überwachung von Bereichen, die vom Fahrer nicht einsehbar sind (Rückfahrkamera, Blind Spot Detection ). Durch solche Assistenzsysteme mit ganz eng abgesteckten Aufgaben wird in bestimmten Fahrszenarien der Komfort für den Fahrer gesteigert. In Ansätzen wird damit bereits eine im weitesten Sinne sicherheitsrelevante

11 Funktion zur Vermeidung einer Fehlleistung des Fahrers realisiert. Für diese vergleichsweise einfachen Aufgaben reicht es aus, das betreffende Kamerabild im Sichtfeld des Fahrers zur Anzeige zu bringen oder auf Basis eines relativ einfachen Objekterkennungsalgorithmus ein Signal auszulösen. Sehr viel anspruchsvoller ist es, die Fahrzeugumgebung insgesamt zu überwachen, also Objekte zu detektieren und zu klassifizieren sowie die Situation ganzheitlich zu interpretieren. Dazu sind heutige Assistenzsysteme noch nicht in der Lage. Dieses ganzheitliche Szenenverständnis ist aber erforderlich für die Umsetzung des Fernziels Autonomes Fahren. In der Tabelle werden einige wichtige Merkmale von optischen Assistenzsystemen zu den grundsätzlichen menschlichen Fähigkeiten in Bezug gesetzt. Wie bereits angedeutet, sind Kamerasysteme aufgrund der großen Variationsbreite an möglichen physikalischen Parametern und dem vielgestaltigen geometrischen Aufbau dem menschlichen Gesichtssinn mit seinen natürlichen Limitierungen grundsätzlich gleichrangig, in manchen Teilbereichen gar überlegen. Dies gilt jedenfalls dann, wenn wir nur die nackten optisch-physikalischen Daten zugrunde legen. Warum aber ist die verlässliche Überwachung der Fahrzeugumgebung im Sinne einer universellen Assistenz oder gar der Übernahme von sicherheitsrelevanten Teilaufgaben trotzdem so schwierig? Die Antwort liegt in der Betrachtung der jeweiligen Gesamtsysteme: Zwar sind die optischen Sensoren von Mensch und Maschine grundsätzlich vergleichbar, die nachgeschaltete Verarbeitung der Signale ist indessen vollkommen verschiedenartig. In den meisten Fällen ist hier das biologische System sehr viel leistungsfähiger. Der Verarbeitungsprozess macht also den wesentlichen Unterschied. Worin aber genau liegen die Unterschiede? In der Tabelle erkennt man, dass das technische System auf der physikalischen Ebene durchaus Vorteile hat, es ist aber insbesondere dann deutlich schwächer, wenn es darum geht, komplexe logische Bezüge herzustellen: Um was für eine Art von Objekt handelt es sich (Objektklassifizierung)? Wie steht das Objekt in Beziehung zu anderen Objekten der Szene (Objektrelation)? Wie ist die Beziehung zur Objektumgebung (räumlicher Kontext)? Welche zeitlichen Abhängigkeiten gibt es (zeitlicher Kontext)? Und wie wirken alle Objekte zusammen (Szenenverständnis)? Über allem schwebt die Frage: Was überhaupt ist relevant? Für das technische System ist dies die ganz zentrale Herausforderung. Es geht darum, aus dem komplexen Echtzeitdatenstrom, die für die Szeneninterpretation wichtigen Bildinformationen zu identifizieren. Strategie Koordination Zusammenhang Systemgrenze Bewertung Entscheidung Analyse Fusion Rezeption (Sensorik) Synthese Distribution Aktion (Aktuatorik) Kognitive Bilddatenverarbeitung Prinzip des Verarbeitungsablaufs zur Szeneninterpretation Ein Ansatz für die Herstellung der nötigen Szeneninterpretation liegt nahe: vollständige Erfassung und Verarbeitung der physikalisch-geometrischen Umwelt- und Objektparameter (Orts- und Bewegungsvektor, Zeitstempel) im Sinne einer Objektliste und die permanente Umweltbeschreibung. Das ist, technisch gesehen, sehr anspruchsvoll, weil sehr große Datenmengen unterschiedlicher Quellen in Echtzeit verarbeitet werden müssen, erscheint aber, algorithmisch gesehen, fast schon trivial. Diese Vorgehensweise läuft auf eine Brute- Force-Methode (Exhaustionsmethode) hinaus: Es wird alles betrachtet, was möglich ist. Der Lösungsraum möglicher Trajektorien, Entscheidungen, Aktionen im Szenario wird dazu erschöpfend durchlaufen und nach der jeweiligen Wahrscheinlichkeit des Eintretens bewertet. Aufgrund der hohen Dimensionalität des zugrunde liegenden Merkmalsraums und der daraus resultierenden Kombinatorik erweist sich dieser Ansatz indessen als höchst problematisch. Die Anforderungen an die Hardware-Ressourcen sind so enorm hoch, dass auf diesem Wege auf absehbare Zeit und zu vertretbaren Kosten ein Erfolg nicht zu erwarten ist. Selbstverständlich muss diese Erfassung der objektiven Umweltdaten stattfinden, dies allein führt aber noch nicht weiter. Denn, auch wenn jederzeit die Koordinaten und Bewegungsvektoren aller Objekte in der Fahrzeugumgebung bekannt sind, wissen wir kaum mehr über die Relevanz für das eigene Fahrzeug und die eigenen Handlungsalternativen. Benötigt werden insbesondere die Ableitung der räumlichen und zeitlichen Kontextinformation Herstellung der Objektrela tionen Diese Informationen bekommen wir aber nicht als objektive Größen von der Kameraoptik. Wir brauchen also einen anderen Ansatz. Der menschliche Wahrnehmungsprozess arbeitet gänzlich verschieden. Hier heißt Situationswahrnehmung nur zu einem kleineren Teil objektive Erfassung von Außenweltinformationen über die Sinne. Viel entscheidender noch ist die Spiegelung der vielfach nur fragmentarischen Sinnesein drücke am bewussten oder unbewussten Erfahrungsschatz. Übertragen auf das technische System geht es daher nur vordergründig um die objektive Erfassung von Daten. Bedeutsamer ist die Bezugnahme auf geeignet repräsentiertes semantisches Wissen, die Referenzierung auf ein episodisches Gedächtnis und die Fähigkeit zur Inferenz in diesem Gesamtgefüge. Im Ergebnis folgt daraus ein hierarchisches Modell der Fahrzeugumgebung, in das sich die Modelle der Objekte mit ihren hypothetischen (wahrscheinlichen) Verhaltensweisen nahtlos einbetten. Als grundsätzliche Zielrichtung wird also vorgeschlagen, die Verarbeitungsprozesse an dem von der Natur im Rahmen der Evolution erarbeiteten Vorbild auszurichten. Dazu gehören: Konsequente Informationsfusion in einer frühen Verarbeitungsphase Objektklassifizierung unter Einbeziehung von Erfahrungswissen Permanente Antizipation des Verhaltens der Objekte Es geht darum, durch permanentes Herstellen, Überprüfen, Verwerfen und Bestätigen von Hypothesen zur Objektklassifizierung, zu den räumlichen und zeitlichen Kontextinformationen, zu den Objektrelationen und zum Objektverhalten die Szene in einer dem menschlichen Verständnis nahe kommenden Weise kognitiv zu verarbeiten, als Ganzes darzustellen und fortgesetzt zu interpretieren. Die zugrunde liegenden Umweltinformationen werden durch eine Fülle von unterschiedlichen Sensoren (auch nicht-optischen) dezentral erfasst. Rein technisch gesehen ist dabei ein wichtiger Aspekt, dass die daraus abgeleitete Umweltrepräsentation letztlich zentral erfolgt und zentral verfügbar gemacht wird. Dies ist die Basis für den darauf fußenden, permanent laufenden Prozess der ganzheitlichen Szeneninterpretation. HF, MS

12 12 & 13 SPEKTRUM II/11 Testautomatisierung bei MAN Truck & Bus AG Die MAN Truck & Bus AG vertraut bei der Testautomatisierung an den Hardware-in-the-Loop-Systemverbund-Prüfständen auf den Münchner Systemintegrator ServiceXpert Gesellschaft für Service-Informationssysteme mbh, ein 100%iges Tochterunternehmen der ESG. Hardware in the Loop (HiL) ist eine seit Anfang der 1990-er Jahre bewährte Methode, um im Rahmen der Fahrzeugentwicklung die Funktionsfähigkeit von Steuergeräten oder anderen eingebetteten Geräten im Gesamtsystem zu testen. Dabei werden die einzelnen realen Steuergeräte an ein Testgerät angeschlossen, das das Gesamtsystem simuliert (HiL-Simulator). Durch die gestiegene Komplexität von Elektroniksystemen in Fahrzeugen setzen PKW- und Nutzfahrzeughersteller im Bereich Systemtest & Validation zunehmend auf Testautomatisierungen. Sie greifen dabei oftmals auf externe Unterstützung von Systemintegratoren zurück. So arbeitet die MAN Truck & Bus AG seit vielen Jahren mit der ServiceXpert im Bereich Testautomatisierung für den dynamischen Systemumgebung (Systemisolation) ECU 1 ECU 4 Datenbus ECU 2 ECU 3 Simulationsstrategie Systemverbund Schemaskizze des ECU HiL Testens Funktionstest der Software von Steuergeräte-Netzwerken an den Systemverbund-HiL-Prüfständen zusammen. Die ServiceXpert unterstützt den Betrieb und die Erweiterungen der HiL-Prüfstände und konzipiert, realisiert und erweitert kontinuierlich die Funktionsbausteine für die Testautomatisierung. Durch die kontinuierliche Erweiterung der Testautomatisierung wird die Auslastung der HiL-Prüfstände stetig verbessert. Unter Verwendung einer Funktionsbibliothek, die von MAN Truck & Bus angelegt und kontinuierlich weiter ausgebaut wird, konnte eine hohe Wiederverwendbarkeit der Testfälle erreicht werden. Die dort enthaltenen Funktionsbausteine können bei Bedarf an neue Anforderungen angepasst werden. Änderungen sind daher nur an einer überschaubaren Anzahl von Funktionsbausteinen und Testfällen notwendig. Dieses Konzept der Testautomatisierung ermöglicht dem OEM eine schnellere Implementierung von Testfällen durch die Wiederverwendung von in der Praxis bewährten Bausteinen. Die Testfälle selbst werden in einer XML-Autorenumgebung spezifiziert. Die Funktionsbausteine und deren Parameter stehen in der XML-Autorenumgebung als Vorlagen zur Verfügung. So entstehen Testfälle durch das Aneinanderreihen und anschließende Parametrieren der Funktionsbausteine. Mit Hilfe eines Testfall-Generators wird die XML-Spezifikation in einen ablauffähigen C#-Code gewandelt. MAN Truck & Bus entwickelt und implementiert mit der HiL-Testautomatisierung mehrere hundert funktionale Regressions-Testfälle, überwiegend im Bereich Antriebsstrang, wobei der Fokus auf Steuergeräteübergreifenden Softwarefunktionen liegt. Durch das fundierte Know-how und die langjährige Praxiserfahrung der ServiceXpert-Mitarbeiter werden die Effizienz und die Bedienfreundlichkeit der Testautomatisierung nachhaltig verbessert. Damit können eine hohe Auslastung der Systemverbund- HiL-Prüfstände sichergestellt und Entwicklungsaufwände und kosten unter Einhaltung aller erforderlichen, oftmals sicherheitsrelevanten Standards reduziert werden. MH Testvorbereitung (Voraussetzungen) Simulation der Testkonditionen (Betriebsstufen) Testauswertung (erwartete Ergebnisse) Testergebnisbericht Kontrolleinheit für die automatische Testdurchführung

13 ++ KURZMELDUNGEN ++ ESG eröffnet Repräsentanz in Shanghai Nach der erfolgreichen offiziellen Registrierung durch die chinesischen Behörden wurde die neue Repräsentanz der ESG in Shanghai am 31. Mai im Beisein zahlreicher hochrangiger Gäste aus der Automobilindustrie feierlich eröffnet. Der Vorsitzende der Geschäftsführung der ESG, Gerhard Schempp, unterstrich in seiner Rede die besondere Bedeutung dieses Schrittes für das Unternehmen: Durch die Eröffnung des Büros in Shanghai, einem wichtigen Meilenstein für die konsequente Internationalisierung der ESG, können wir unser Leistungsspektrum als Automotive-Dienstleister zukünftig auch für unsere Kunden auf dem Wachstumsmarkt China anbieten direkt vor Ort. Insgesamt unterstützt die ESG mit ihrem Know-how internationale Automotive-Kunden von nun an in Europa, den USA und Asien und begleitet sie auf dem Wachstumsmarkt China. Ab sofort ist Marcus Huang mit seinem Team Partner für innovative Projekte in der E/E-Fahrzeugentwicklung sowie Lösungen für den Zukunftsbereich emobility in Shanghai. Das Leistungsspektrum der ESG in Shanghai umfasst Prozess-, Technologieund Methodenberatung, Elektronikentwicklung, Integration und Testen von E/E- Systemen sowie innovative Lösungen für den After Sales Service. Gerhard Schempp bei der offiziellen Eröffnung des ESG-Büros in Shanghai 50 Jahre Jagdgeschwader 74 Am 9. Juni feierte das Jagdgeschwader 74 (JG 74) in Neuburg an der Donau sein 50. Geschwaderjubiläum. Gemeinsam demonstrierten die Geschäftsbereiche ITK und Luftfahrt das Leistungsspektrum der ESG auf der begleitenden Industrieausstellung in der Wilhelm-Frankl-Kaserne. Rund zivile und militärische Besucher, darunter Generalleutnant Peter Schelzig, Befehlshaber Luftwaffenführungskommando, Generalmajor Robert Löwenstein, Kommandeur 1. Luftwaffendivision und dessen Stellvertreter Brigadegeneral Hans Georg Schmidt waren von dem Programm begeistert. Die ESG als Partner der Luftwaffe führt auch Projekte für das JG 74 durch: Die Aufgaben umfassen z. B. die elektronische Betriebsdatenerfassung (ELBE Stabil). Darüber hinaus wird der mobile Gefechtsstand aus dem ESG-Projekt MobFüSys Lw durch das JG 74 für die Vorbereitung und Durchführung der Überprüfung der Einsatzbefähigung im Rahmen der NATO Response Force 2012 genutzt. ESG schließt die Produktverbesserung ADLER ab Das Bundesamt für Informationsmanagement und Informationstechnik der Bundeswehr (IT-AmtBw) hat die ESG beauftragt, die dritte und zugleich letzte Stufe der Produktverbesserung (PV) ADLER zu realisieren. ADLER (Artillerie-, Daten-, Lage- und Einsatz-Rechnerverbund) ermöglicht das optimale Zusammenwirken der Bereiche Führung Aufklärung Wirkung im Systemverbund Artillerie. Mit der Produktverbesserung erfährt das bereits seit vielen Jahren bewährte Führungs- und Waffeneinsatzsystem (FüWES) eine weitere deutliche Leistungssteigerung. Ziel der PV ADLER ist es, ab 2013 ein im gesamten Bereich der streitkräftegemeinsamen taktischen Feuerunterstützung (STF) und damit auch in allen Anteilen des indirekten Feuers ein einheitliches FüWES zu implementieren. Das FüWES ADLER soll dabei sowohl den Informationsaustausch mit dem übergeordneten Führungsinformationssystem des Heeres (FüInfoSys Heer) wie auch, über standardisierte Schnittstellen, mit den Aufklärungssystemen und Waffensystemen der Bundeswehr und alliierter Partner sicherstellen. Die Produktverbesserung ADLER wurde, beginnend ab 2009, auf drei aufeinander aufbauende Stufen aufgeteilt. Im Verbesserungsprogramm wird neben der Optimierung bereits vorhandener Fähigkeiten besonderer Wert gelegt auf: uneingeschränkte Interoperabilität mit dem FüInfoSys Heer Vereinfachung des Informationsaustausches intuitive und stresssichere Bedienung (Touch) Einbindung neuer, weitreichender Kommunikationsmittel Harmonisierung der Abläufe im indirekten Feuer (Rohr, Mörser, Rakete) sowie weitere Maßnahmen zur Funktionserweiterung und optimierung Die Stufen 1 und 2 wurden bereits in den Jahren 2009 und 2010 erfolgreich von der ESG umgesetzt und vom IT-AmtBw mit Unterstützung der Artillerieschule abgenommen. Engineering-Kompetenz der ESG Der Fachkongress Elektronik in Ludwigsburg ist eine der bedeutendsten Fachveranstaltungen für die gesamte Automobilbranche. Vom 7. bis 8. Juni trafen sich die Entscheider im E/E-Umfeld. Die ESG-Gruppe, vertreten durch die ESG und die ServiceXpert Gesellschaft für Service-Informationssysteme mbh, präsentierte ihre umfassende Engineering-Kompetenz im E/E-Umfeld anhand von zwei einzigartigen Fahrzeugen (eruf, Fisker Karma), an deren Entwicklung die ESG maßgeblich beteiligt war. Abgerundet wurde die Präsentation durch den Vortrag von Dr. Hieronymus Fischer, Leiter des CoC Systemkonzepte Automotive der ESG, mit dem Titel Sehen und Verstehen: Kamerabasierte Überwachung der Fahrzeugumgebung (vgl. S. 10 f.). ESG-Team auf dem Elektronikkongress Ludwigsburg

14 14 & 15 SPEKTRUM II/11 ++ KURZMELDUNGEN ++ Start des Filmdrehs der ESG- Gruppe Im Juni startete das Filmprojekt der ESG-Gruppe. In dem neuen Film werden die Leistungen der ESG GmbH und ihrer Tochterunternehmen zu sehen sein aufgeteilt nach den jeweiligen Märkten, in denen die ESG-Gruppe tätig ist. Drehstart war Anfang Juni im Technologiezentrum der ESG in Fürstenfeldbruck. Gedreht wird jedoch nicht nur an den verschiedenen ESG-Standorten sondern auch beim Kunden vor Ort beispielsweise in Kassel und Neuburg. Die Dreharbeiten werden im Juli abgeschlossen sein. Der zukünftige Film spiegelt die zunehmende Internationalisierung der ESG wider und wird in vier Sprachen (deutsch, englisch, französisch, chinesisch) umgesetzt. Erfolgreiche Messebeteiligung auf der transport logistic 2011 Effiziente, transparente und sichere Logistikprozesse sind heute mehr denn je Erfolgsfaktoren für die Zukunft von Unternehmen. Innovative Ortungs-, Ident- und Kommunikationstechnologien spielen hierbei eine wesentliche Rolle. Wie diese unterschiedlichen Technologien verknüpft werden können und wie Erfolgskonzepte aus den Bereichen Transport Management, Container Logistics und Telematics aussehen, konnten Interessierte vom 10. bis 13. Mai 2011 auf der transport logistic in München am Stand der ESG erfahren. Mit ihrer innovativen Lösungsplattform vereint die ESG verschiedene Technologien, wie beispielsweise RFID, GPS, RTLS, UWB und M2M, für kundenindividuelle Einsatzbereiche. Auf dem Stand der ESG wurde auch eine IT-Lösung für den Seehafen Rostock zur Optimierung des Fähr- und RoRo-Ladungsverkehrs gezeigt, die zukünftig zur Steuerung und Kontrolle des Durchlaufs von Transporteinheiten eingesetzt wird. ESG auf der Windstärke 11 Kurs Offshore Vom 7. bis 9. Juni 2011 unterstützte die ESG die siebte WINDSTÄRKE11 KURS OFFSHORE -Konferenz in Bremerhaven, den größten Offshore-Windenergie-Branchentreff. Auf der Konferenz konnten sich die mehr als 900 Teilnehmer zum Entwicklungsstand der deutschen Offshore-Windenergieindustrie live informieren. Im Fokus standen hierbei die Themenfelder Logistik, Service und Wartung von Offshore-Windenergieanlagen sowie der weitere Aufbau der deutschen Offshore-Windenergieindustrie. Mitarbeiter der ESG stellten auf der Veranstaltung das Leistungsportfolio des Unternehmens im Umfeld Windenergie vor. Filmaufnahmen im Technologiezentrum der ESG in Fürstenfeldbruck ESG erstellt Konzept für MKS 180 Im Juni wurde die ESG durch das Bundesamt für Wehrtechnik und Beschaffung (BWB) mit der Erstellung eines Konzepts für das Product Lifecycle Management des Mehrzweckkampfschiffs, MKS 180 beauftragt. Für das Projekt MKS 180 ist ein Gesamtkonzept für einen IT-gestützten Management-Prozess zu erarbeiten, das den gesamten Projektablauf (Analyse, Projektierung, Einführung, Nutzung) abdeckt. Das Product-Lifecycle-Management- Konzept (PLM) muss alle relevanten Management- und Design-Prozesse des öffentlichen Auftraggebers unterstützen und sämtliche Akteure miteinander vernetzen. Bis Ende November 2011 wird das Konzept von der ESG ausgearbeitet. Das PLM-Konzept muss es insbesondere ermöglichen, unterschiedlichste Prozesse und Daten, darunter auch seefahrtspezifische wie Berechnung von Hydrodynamik, Simulation des Bordbetriebs etc. zu integrieren und auszutauschen. Mit dem Konzept erstellt die ESG für das BWB ergänzende Vorgaben und User- Requirements, die direkt in das Beschaffungsvorhaben MKS 180 einfließen. So kann die Optimierung der gesamten Lebenszykluskosten des Projekts bereits frühzeitig adressiert werden. Partner der ESG in diesem anspruchsvollen Projekt sind die Data-Warehouse GmbH sowie die Universität der Bundeswehr München (Professur für Softwarewerkzeuge und Methoden für Integrierte Anwendungen). OSIMA auf den BeST 2011 Die ESG-Lösung OSIMA war auf den BeST, der gefragten Informationsdrehscheibe zur Produkt-, Betriebs- und Anlagensicherheit, am 28. bis 29. Juni in Hamburg vertreten. OSIMA ist die modulare Komplettlösung für ein integriertes Gefährdungs- und Risikomanagement sowie rechtskonformes Arbeits- und Umweltschutzmanagement. Im Rahmen des Vortragsprogramms zeigte Jörn Elsner auf, welchen Beitrag ein integriertes Gefährdungsmanagement zu einer Verbesserung der Arbeitssicherheit und zu einem effizienteren Einsatz von Ressourcen leisten kann. Einen dieser Aspekte stellt das umfassende und stets aktuelle Monitoring von Gesetzen und Verordnungen dar. Weiterführende Information finden Sie unter Simplify Safety mit der modularen Komplettlösung OSIMA

15 ENGLISH SUMMARY ESG at 49 th Paris Air Show At the 49 th Paris Air Show ESG presented its comprehensive service portfolio as a Design Organisation for the design, development, integration and logistic support of customised avionics, mission and IT systems. The focus of ESG s presentation at this year s Paris Air Show was on: Unmanned Mission Avionics Test Helicopter (UMAT) UAV mission simulation including a ground control station Sense & Avoid Assistance Function (SAAFu) for UAV operators Sensor-based Landing Aid (SeLa) for helicopters that enables the pilot to land safely during degraded vision (brownout & whiteout) Numerous high-ranking guests like Stéphane Beemelmanns, State Secretary at the Federal Ministry of Defence, Claude-France Arnould, Chief Executive of the European Defence Agency, Lieutenant General Aarne Kreuzinger- Janik, Chief of Staff German Air Force and Lieutenant General Peter Schelzig, Commander German Air Force Command visited ESG s stand at Le Bourget to receive the latest information on ESG s current and future solutions and developments. Multi-sensor processing system for unmanned aircraft systems Unmanned Aircraft Systems (UAS) are an integral part of current and future Bundeswehr missions. With their effective sensors, long-range communication devices and the considerable time they spend in the air they help to sigificantly increase the skills potential in intelligence and reconnaissance. The intelligent and effective fusion of various sensor data and the evaluation of information is crucial for the assessment of the situation and for the protection of the deployed soldiers. To this end, ESG and its partners Fraunhofer IOSB, M4Com and ServiceXpert provide a multi-sensor processing system for Unmanned Aircraft Systems. The system includes the following capabilities: Fusion and evaluation of the data of various sensor systems (multisensor fusion and evaluation) STANAG-compliant storage and exchange of intelligence results and sensor data based on a Coalition Shared Data server Storing, managing and onlinetranscription/compression of highresolution Full Motion Video (FMV) Distribution of video live-streams via SatComBw to different units and locations of the Bundeswehr in deployment Processing and exchange of classified, restricted and secret information. With its multi-sensor processing system based on identical core modules (including all necessary infrastructure components) ESG has created a modular concept that can be used for different applications. The system meets all interoperability requirements and enables network-centric warfare capability. Camera-based supervision of vehicle surroundings In today s motor vehicles, more and more sensor systems for detection and interpretation of the vehicle environment are being used: they provide the relevant data to complex driver assistance systems and are essential input for assisting the driver in various driving scenarios by means of different functions. The most important driver s sensory organ necessary for the operation of a vehicle is undoubtedly the sense of sight (the eye). Manoeuvring a vehicle in road traffic is otherwise not possible. This is the main reason why camerabased assistance systems attract such a great deal of attention. Due to the wide variation of possible physical parameters and the varied geometric structure, camera systems are principally coequal compared with the human sense of sight with its natural limits and restrictions. Moreover, such systems are even superior in some areas. This is certainly the case if we focus on the bare optical-physical data. Despite this high efficiency, the reliable supervision of the vehicle surroundings in terms of a universal assistant or even the adoption of safety-related tasks is not possible with current systems. Here, humans are clearly superior, despite their narrow biological limits. The technical system is excellent in some special functions e.g. night vision. However, in many principal issues the technical system fails, especially in the more complex cross-functional tasks e.g. in the classification of objects, in the determination of object relations, or in the assignment of context information. A real scene interpretation is far beyond the capability of current systems. On the other hand, the driver has no difficulties in creating such a clear scene understanding and keeping it constantly updated. Those modern assistance systems are still not able to replace the human excellence. Nevertheless, this holistic scene understanding is required for the realisation of more complex comfort, safety and security features and is a crucial need to implement the ultimate objective of Autonomous Driving. ESG completes ADLER product improvement The Federal Office of Information Management and Information Technology of the Bundeswehr (IT-AmtBw) has commissioned ESG to implement the third and final stage of the ADLER product improvement (PV). ADLER enables the optimal coordination of command, reconnaissance and effects capabilities in the artillery system network. This product improvement clearly boosts the performance of the command & control (C2) and weapon deployment system, a system tried and tested over many years. The objective of the PV ADLER is to implement from 2013 a standardised C2 and weapon deployment system in the entire Joint Fire Support (JFS) and thereby in all parts of indirect fire too. The C2 and weapon deployment system ADLER will then secure the information exchange with the army s higher-level command & control information system (FüInfoSys Heer) as well as with the reconnaissance and weapon systems of the Bundeswehr and allied partners via standardised interfaces. The ADLER product improvement is divided into three consecutive stages that build on each other and began in At the end of each stage, each version shows significantly increased capability. In addition to the optimisation of already existing capabilities, special emphasis is also placed in the improvement project on: Unrestricted interoperability with the army command & control information system (FüInfoSys Heer) Simplification of the information exchange Intuitive and easy-to-use under stress (touch screen) Integration of new, long-range communication tools Harmonisation of the procedures under indirect fire (barrel, mortar, missile) Measures to extend and optimise the functionality Stages 1 and 2 were successfully completed in 2009 and 2010 by ESG and accepted by the IT-AmtBw with the support of the Bundeswehr s artillery school. ESG opens office in Shanghai On 31 May in the presence of numerous high-ranking guests from the automotive industry, Gerhard Schempp, Chairman of the Board of Management of ESG, officially opened the new office in Shanghai. With the opening of ESG s Shanghai office, an important milestone for the ongoing internationalisation of ESG, we can offer our range of services as an automotive service provider to our customer in the growing Chinese market locally, said Gerhard Shempp. Overall ESG now supports its international automotive customers in Europe, the USA and Asia, and accompanies them on the growing Chinese market. ESG s service portfolio in Shanghai includes process, technology and methodology consulting, electronics development, integration and testing of E/E systems, and innovative solutions for after-sales service. The ESG team in Shanghai, led by Marcus Huang, is partner for innovative projects in the E/E vehicle development along the entire product development process, and for emobility solutions.

16 TURNING SYSTEM EXPERTISE INTO VALUE