Koordinator: Indurad GmbH Teilprojektleitung: Prof. Ingrid Scholl, Institut MASKOR Förderkennzeichen: 033R126(A-H)

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1 FKZ: 033R126(A-H) UPNS4D+: Untertägiges 4D+ Positionierungs-, Navigations- und Mapping-System zur hochselektiven, effizienten und im höchsten Maße sicheren Gewinnung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe Koordinator: Indurad GmbH Teilprojektleitung: Prof. Ingrid Scholl, Institut MASKOR Förderkennzeichen: 033R126(A-H) Verbundpartner Xgraphic Ingenieurgesellschaft mbh GHH Fahrzeuge GmbH MILAN Geoservice GmbH TU Bergakademie Freiberg (TU BAF) Institut für Markscheidewesen und Geodäsie TU Delft, the Netherlands Section Resource Engineering Indurad GmbH Fritz Rensmann GmbH & Co KG Hermann Paus GmbH RWTH Aachen University Institut für Maschinentechnik der Rohstoffindustrie (IMR) FH Aachen Institut für Mobile Autonome Systeme und Kognitive Robotik (MASKOR) 1

2 FKZ: 033R126(A-H) Ausgangssituation und Zielsetzung Hochselektive, effiziente und sichere Gewinnung von mineralischen Rohstoffen insbesondere Seltener Erden aus heimischen Lagerstätten Messung von dynamischen Veränderungsprozessen und Erhöhung der Planungssicherheit Entwicklung eines mobilen autonomen und intelligenten Robotersystem zur Erkundung neuer Lagerstätten Entwicklung eines bergbautauglichen Multi-Sensor- Demonstrationssystem 2

3 FKZ: 033R126(A-H) Ausgangssituation und Zielsetzung Erkundungssystem Demonstratorsystem 3

4 FKZ: 033R126(A-H) Erste Ergebnisse (Auswahl) I. Integration und Demonstration Basisfahrzeug II. 6D-Kartographie und Visualisierung III. Navigation und Lokalisation IV. Markscheiderische Initialisierung V. Haufwerksanalyse VI. Leitstand-Software 4

5 FKZ: 033R126G I. Integration und Demonstration Entwicklung des Basisfahrzeugs Konzept: Basis: Schienensystem zur individuellen Applikation der Komponenten schwingungsentkoppelte Plattform Steuerung, Ladeeinheit, Beleuchtung, Spannungswandlung Antrieb, Energieversorgung Prototyp 5 Montage Basisfahrwerk mit Antrieb und Federung Erste Fahrversuche

6 FKZ: 033R126C II. 6D-Kartographie Plattform MQOne Sensorik SWAP zur Aufnahme dichter Punktewolken Erstes autonome Fahren Rotating Platform for Swift Acquisition of Dense 3D Point Clouds 6

7 FKZ: 033R126C II. 6D-Kartographie 3D Rekonstruktion der Punktwolken Visualisierung 7

8 III. Lokalisation und Navigation Vermessung und Tracking von Posen 8

9 III. Lokalisation und Navigation Mapping und Posenfindung Mapping Algorithmus 9

10 IV. Markscheiderische Initialisierung Terrestrisches Scanning unter Tage in Freiberg: Standpunkte Scanner bisher 105, Abstand der Scannerstandpunkte von 3m bis 10m je nach Beschaffenheit und Höhe/Breite der Strecke, ca Messpunkte pro Standpunkt, insgesamt ca. 900 m Strecke gescannt 10

11 IV. Markscheiderische Initialisierung 11

12 Ziele FKZ: 033R126F V. Haufwerksanalyse Ziele / Aufgabe Charakterisierung der Korngrößenverteilung im bergmännischen Haufwerk Erkennung großer Partikel ( > 50 cm) und Ihre Lage innerhalb des bergmännischen Haufwerkes Optimierung nachgeschalteter Zerkleinerungsprozesse Optimierung der Sprengparameter Optimierung von Ladungsvorgängen (automatisierte Aufnahme des Haufwerks) Steigerung der Effizienz und Reduzierung von Umwelteinwirkungen UPNS4D+ Projekttreffen August 2016 Dr.-Ing. André John 12

13 FKZ: 033R126F V. Haufwerksanalyse Erkennung großer Partikel im bergmännischen Haufwerk: a. Erkennung aus Ergebnissen der Haufwerksanalyse: Korndurchmesser/-radius Fläche / Volumen Lage der Partikel: Schwerpunkt/Zentrum der angepassten Ellipse/Ellipsoid b. Direkte Ableitung großer Partikel aus der Punktwolke Region Growing auf Basis abgeschätzter Krümmungen Große Partikel besitzen i.d.r. größere Flächen/ Regionen mit ähnlichen Krümmungswerten UPNS4D+ Projekttreffen August 2016 Dr.-Ing. André John 13

14 FKZ: 033R126E VI. Leitstand-Software Protoyp GUI/Visualisierung: 3D-Modell des Bergwerks Status-Anzeigen Ansichten für Ladefahrzeuge Schnittstellen-Implementierung VR-Test Import von Kollisionsdaten (Produktionsfahrzeug) 14

15 FKZ: 033R126(A-H) Aktuelle Projektentwicklungen TODO! Weitere Zielsetzungen: Inhalte der Aufstockung Neue Fragestellungen Nachjustierungen 15

16 FKZ: 033R126(A-H) Konsortium 16

17 FKZ: 033R126(A-H) Das Konsortium dankt dem BMBF zur r4-förderung UPNS4D+ 17

18 FKZ: 033R126(A-H) Veröffentlichungen (Auswahl) Geier, Andreas: Time-of-Flight Kameras für die 3D Geometrieerfassung im Kontext markscheiderischer Aufgabenstellungen.17. Geokinematischer Tag, Schriftenreihe des Institutes für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg, Heft 2016(1), Wagner Digitaldruck und Medien GmbH, Nossen, S , ISBN Varga, Sebastian: Multisensorsystem für die automatisierte Detektion von Gangerzlagerstätten und seltenen Erden in einer Mine. 17. Geokinematischer Tag, Schriftenreihe des Institutes für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg, Heft 2016(1), Wagner Digitaldruck und Medien GmbH, Nossen, S , ISBN Neumann, T., E. Dülberg, S. Schiffer, and A. Ferrein (2016). A Rotating Platform for Swift Acquisition of Dense 3D Point Clouds. In: ICIRA (1). Vol Lecture Notes in Computer Science. Springer, pp Ferrein, A. (2015). 3D-Mapping von Straßentunneln. In: 16. Geokinematischer Tag. Ed. by A. Sroka. Schriftenreihe des Instituts für Markscheidewesen und Geodäsie an der Technischen Universität Bergakademie Freiberg, pp Kruckel, K., F. Nolden, A. Ferrein, and I. Scholl (2015). Intuitive visual teleoperation for UGVs using free-look augmented reality displays. In: IEEE International Conference on Robotics and Automation, (ICRA-15). IEEE, pp Rebel, S., F. Hüning, I. Scholl, and A. Ferrein (2015). MQOne: Low-Cost Design for a Rugged-Terrain Robot Platform. In: Intelligent Robotics and Applications - Proceedings of the 8th International Conference, ICIRA. Ed. by H. Liu, N. Kubota, X. Zhu, R. Dillmann, and D. Zhou. Vol II. Lecture Notes in Computer Science, pp