Forschung & Entwicklung

Lidarsystem zur Detektion von Kampfmitteln im Meer

In deutschen Meergewässern liegen heute noch rund 1,6 Millionen Tonnen Kriegsmunition und Kampfmittel aus dem zweiten Weltkrieg. Ein Lidarsystem soll die Kampfmittelräumung im Meer sicherer und effizienter gestalten.

Chemische Kampfmittel, Munition und Waffen in großen Mengen am Meeresboden wurden lange Zeit ignoriert. Durch die fortschreitende Korrosion werden inzwischen jedoch zunehmend chemische Stoffe freigesetzt, die das fragile maritime Ökosystem stark belasten. Und: Von einigen Sprengkörpern geht nach wie vor Explosionsgefahr aus – ein großes Problem beim Bau von Offshore-Windparks oder bei der Verlegung von Unterseekabeln und -pipelines. Die Kampfmittelräumung unter Wasser gestaltet sich wesentlich anspruchsvoller als an Land. Bei der Suche werden Metalldetektoren, Sonarmessgeräte, Kameras und Taucher eingesetzt. Die einzelnen Messmethoden sind entweder kostspielig, zeitaufwendig, nicht reproduzierbar, mit erheblichen Sicherheitsrisiken verbunden oder bei zunehmender Trübheit des Wassers schlicht untauglich.

Im Projekt Luxor (Long range underwater explosive ordnance revelation), das im Rahmen des Eurostars-Programms vom Eureka-Netzwerk und der Europäischen Kommission mit rund 1,5 Millionen Euro gefördert wird und noch bis 31.05.2022 läuft, verfolgen die Forschungspartner einen alternativen Ansatz auf Basis der Lidar-Technologie und automatisierter Objekterkennung mittels künstlicher Intelligenz. Ziel der Projektpartner aus Deutschland, Dänemark und den Niederlanden ist ein automatisierter Prozess, der die Datenerfassung, Datenfusion, automatisierte Objekterkennung und die Bereitstellung der digitalen Kartierungsdaten in einer cloudbasierten Datenbank umfasst. Dieser Ansatz soll die Kartierung der Altlasten zuverlässiger und kostengünstiger machen und dadurch deren Beseitigung vereinfachen.

Um Objekte wie Minen, Bomben oder Torpedos am Meeresboden zu finden, ist es entscheidend, deren typische Form zuverlässig zu erkennen. Das von Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM entwickelte Unterwasser-Lidarsystem ULi erfasst Objekte unter Wasser optisch aus sicherer Entfernung und ermöglicht eine 3-D-Erfassung der Umgebung bis zu einem Messabstand von 50 m in klarem Wasser. Dieses System wird nun für die spezielle Messaufgabe weiterentwickelt und um einen Videomodus ergänzt, der neben dem linienweisen Scan auch eine flächenhafte Erfassung der Umgebung mit dem Laserscanner ermöglichen wird. Als Ergebnis wird ULi 3-D-Videodaten in Echtzeit sogar in trübem Wasser liefern.

Das in eine von den Industriepartnern bereitgestellte Messplattform integrierte Scannersystem nimmt die Meeresumgebung von einem ferngesteuerten Unterwasserfahrzeug aus auf. Die Messplattform wird neben der Laserscannereinheit auch mit Orientierungs- und Positionssensoren, Magnetometer, Kameras sowie einem Sonar ausgestattet. Die Hardware wird Teil einer umfassenden Prozesskette sein, die die Analyse und die digitale Bereitstellung der georeferenzierten Messdaten in einer cloudbasierten Datenbank umfasst. Dies ermöglicht, die Daten an Land nahezu in Echtzeit zu analysieren, was die Bergung der gefundenen Objekte vereinfacht und die Sicherheit bei der Bergung erhöht.

von mn

www.ipm.fraunhofer.de

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