Hightech-Wasserfahrzeuge kartieren selbststandig Meeresboden und Kustenlinien in 3D

Auf haufig befahrenen Wasserstrassen ist es fur Schiffsbetreiber und ortliche Behorden unerlasslich, uber Karten der Boden- und Kustenlinien zu verfugen. Ein neu angepasstes autonomes Wasserfahrzeug konnte die Erstellung solcher Karten bald einfacher als je zuvor machen.

Aus heutiger Sicht mussen ausgebildete Techniker, die an Bord speziell ausgerusteter Schiffe arbeiten, den Grund und die Kustentopographie von Hafen, Seen und Flussen manuell kartieren.

Die resultierenden Karten tragen dazu bei, das Auflaufen von Schiffen zu verhindern, und bieten ausserdem einen Einblick in die Art und Weise, wie sich verschiedene Unterwasser- und Kustenmerkmale im Laufe der Zeit verandern. Aus diesen Grunden ist es wichtig, dass die Karten regelmassig aktualisiert werden – je haufiger, desto besser.

Um dies zu ermoglichen, haben Wissenschaftler des deutschen Fraunhofer-Instituts fur Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung ein bestehendes kommerziell erhaltliches unbemanntes Uberwasserschiff (USV) erheblich modifiziert, sodass es die eigentliche Kartierung von Wasserstrassen vollig selbststandig durchfuhren kann.

Benutzer geben zunachst in der Software, die das Schiff steuert, das zu kartierende geografische Gebiet an. Diese Software berechnet dann eine Oberflachenroute, die dieses Gebiet abdeckt, der das USV autonom folgt. Es wird mithilfe von GPS, Beschleunigungsmessern und einem als Doppler-Geschwindigkeitsprotokoll bekannten Sensor entlang dieser Route gefuhrt, der nach unten projizierte akustische Impulse nutzt, um die Geschwindigkeit relativ zum Meeres- (oder See- oder Fluss-)Grund abzuschatzen.

Eine 3D-Rekonstruktion der Uferstrukturen, erstellt durch die Kombination von Kameras und Laserscanner, zusammen mit einem Foto desselben Uferabschnitts, aufgenommen aus der Perspektive des Wasserfahrzeugs
Eine 3D-Rekonstruktion der Uferstrukturen, erstellt durch die Kombination von Kameras und Laserscanner, zusammen mit einem Foto desselben Uferabschnitts, aufgenommen aus der Perspektive des Wasserfahrzeugs

Fraunhofer IOSB

Das Schiff nutzt zusatzlich ein Mehrstrahl-Sonarsystem, um eine dreidimensionale Karte des Meeresbodens zu erstellen, wahrend gleichzeitig Uberwasserlaser und Kameras zur 3D-Kartierung der Kustenlinie eingesetzt werden. Die Laser und Kameras werden auch verwendet, um Oberflachenhindernisse, beispielsweise andere Wasserfahrzeuge, zu erkennen und ihnen auszuweichen nicht in die endgultige Karte aufgenommen werden.

In mehreren verschiedenen Seen wurde bereits ein erfolgreicher Test eines betriebsfahigen Prototyps durchgefuhrt.

,,Derzeit werden manuelle Vermessungen nur alle ein bis zwei Jahre durchgefuhrt und liefern weitaus ungenauere Ergebnisse als unsere umfassenden 3D-Modelle, sodass der Zustand der Wasserstrassen nicht optimal erfasst wird“, sagt Dr. Janko Petereit von Fraunhofer. ,,Unser halbautomatisches Navigationssystem bietet eine kostengunstige Alternative zu aktuellen Vermessungsmethoden.“

Quelle: Fraunhofer

Loading...
certbycels