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
Übersicht Projektziele Szenario Stand der Technik Lösungsansatz Projektkonsortium Bergungskette Geplante Funktionen Methodik und Vorgehen
Ziele 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 Gefährdung für Einsatzkräfte durch Giftige Substanzen Hitze, Strahlung Explosionsgefahr Einsturzgefahr
Szenario Tianjin 2015 Quelle (www.wikipedia.org) Fukushima 2011 Quelle (www.wikipedia.org, Digital Globe) Ludwigshafen 2016 Quelle (www.wikipedia.org, Radosław Drożdżewski)
Stand der Technik Flugdrohnen zur Erkundung Kleinrobotersysteme zur videobasierten Erkundung Mobile Manipulatoren Teleoperierte Arbeitsmaschinen Mobile Fernhantierungstechnik (KHG) Teleoperierbarer Raupenbagger (KHG)
Stand der Technik Teleoperierte Arbeitsmaschinen Ausgereifte mechanische Systeme - Ableitung aus Serientechnik Geringe Verfügbarkeit - Speziallösungen Langsamer Transport (Großgeräte) Langsame Arbeitsgeschwindigkeit (Teleoperation) Oft mehrere Bediener notwendig AKIT-Ansatz Weltweit stehen geeignete Arbeitsmaschinen zur Verfügung (z. B. Bagger mit div. Wechselwerkzeugen; Traktoren mit div. Anbaugeräten) Entwicklung einer Zurüstlösung für Fahrzeuge Teleoperierbarer Raupenbagger (KHG)
Ansatz AKIT Funktionen Teleoperierbarkeit Erweiterung um autonome und teilautonome Navigations- und Manipulationsfunktionen Einfacher Transport und schnelle Zurüstbarkeit der benötigten Komponenten des AKIT an Serienfahrzeuge Komponenten Sensorik für Navigation und zur Umgebungserfassung und Kartierung Datenverarbeitung Fahrzeugsteuerung Autarke Kommunikation mit einem Leitstand
Ansatz AKIT Unterstützende Entwicklungen im Bereich Arbeitsmaschinen Schnittstellen zu Anbauten und Werkzeugen sind bereits zum Teil standardisiert Mechanische Schnittstellen: Zapfwelle, Hydraulik, Adaptersysteme Elektronische Schnittstellen: ISO-Bus (ISO 11783) Einsatz von elektronischen Steuergeräten in Arbeitsmaschinen Ansteuerung von Fahrzeugen komplett über Bus-Systeme möglich z. B. genutzt beim Precision Farming Keine Fahrroboter notwendig
Projektkonsortium Götting KG Fahrerlose Transportsysteme auf Basis von umgerüsteten Seriennutzfahrzeugen (LKW, Radlader, Industrieschlepper, Gabelstapler u. ä.) Funk- und Sensortechnik Kompetenz in der Fahrzeugautomatisierung SGE GmbH Spezialisiertes Unternehmen im Sondermaschinenbau Module für Fahrzeugeinsatz (Werkzeugwechsel-, Dekontaminations-, Plasmaschneidemodule u. ä.) Entwicklung und Umsetzung von Sondermodulen für AKIT
Projektkonsortium Kerntechnische Hilfsdienst GmbH Innerbetrieblicher Notfallschutz kerntechnischer Anlagen Bereitstellung von geeignetem Material für die Erkennung und Beseitigung von Störfallfolgen in kerntechnischen Anlagen Projektierung und Betrieb unterschiedlichster ferngelenkter Manipulatorfahrzeuge Anwendererfahrung im Projektkontext Einbringen von verschiedenen Geräten in das Projekt (Kommunikationsbojen, mobiler Leitstand, Manipulationswerkzeuge) Fernmanipulator (KHG)
Projektkonsortium Fraunhofer-Gesellschaft IPA Stuttgart IOSB Karlsruhe / Ilmenau Forschungspartner des Konsortiums Automatisierungstechnik Autonome Manipulation Autonomes Fahren Quelle: www.wikipedia.org, btr
Assoziierte Partner CLAAS selbstfahrende Erntemaschinen GmbH Entwurf, Herstellung und Vertrieb von Landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen Umfangreiche Erfahrungen im Bereich Arbeitsmaschinen Beratung zu Umrüstmöglichkeiten für Teleskoplader, Traktoren und Anhängersysteme Liebherr GmbH Entwicklung und Herstellung von schweren Baumaschinen und weiteren Großgeräten Beratung zu Umrüstungen schwerer Baumaschinen Feuerwehr und Katastrophenschutz Mannheim Hr. Mario König (außerdem Mitglied des THW) Fachberatung zu Einsatzerfordernissen
Umzusetzende Bergungskette Hot-Zone Warm-Zone Cold-Zone UAV SUH BEF LTS MTS+KTR KKN
Bestandteile der Bergungskette BEF: Bergefahrzeug Umgerüstete Arbeitsmaschine mit AKIT Beräumung am Einsatzort Nutzung verschiedener Werkzeuge mit automatischem Werkzeugwechsel SUH: Support-Shuttle Teilautonomer Zubringer von Werkzeugen zum Bergefahrzeug Kooperative Funktionen zusammen mit Bergefahrzeug Zu- und Abtransport von Material
Bestandteile der Bergungskette KKN: Kommunikationsknoten Aufbau eines autarken Kommunikationsnetzes Absetzen von Komponententräger (KTR) Hilfsmodule Mobiler Leitstand (LTS) Kommunikationsknoten (KHG) UAV zur luftgestützten Aufklärung Komponententräger (KTR) Mobiles Trägersystem (MTS) Leitstand (KHG)
Funktionen des AKIT Zurüstbarkeit für Support-Shuttle und Bergefahrzeug Sensoren 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 Kommunikation
Teilaufgabe automatisierte Fahrfunktionen 3D- Umfelderfassung Lokalisierung Pfadplanung Pfadregelung Nutzfunktionen (Exploration, Wegpunktanfahrt, Teach-In, Coming-Home, Feinpositionierung, Kooperative Bergungsfunktionen)
Methodik und Vorgehen Quelle: www.wikipedia.org, btr a-priori Testträger Integration Sensorik und DV-HW Middleware-Integration und Algorithmenentwicklung Erprobung Upscaling auf Demonstratoren Quelle: www.wikipedia.org, An-d
Methodik und Vorgehen Simulation der Kinematik Entwicklung der Algorithmen und Ablaufsteuerung Test auf realen Plattformen Test im realen Umfeld Transfer auf Zielsysteme Quelle: www.wikipedia.org, btr
Projekt AKIT Projektstart: Oktober 2016 Dauer: 36 Monate Kosten: ca. 3 Mio. Euro Fördergeber: BMBF Projektträger: VDI Technologiezentrum
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!