Wie erkundet man im 21. Jahrhundert große Umgebungen? Richtig, am besten aus der Luft! Die TUD-Nachwuchsforschergruppe ADFEX – Adaptive föderative 3-D-Exploration mit Multi-Roboter-Systemen – verfolgt das ambitionierte Ziel, in ausgedehnten Umgebungen unbekannte oder sich dynamisch ändernde räumliche Szenen schnell und zuverlässig geometrisch zu erfassen. „Dazu dient uns eine Flotte von drei Flugrobotern, die mit unterschiedlichen Sensoren koordiniert wird und teilautonom dreidimensional erkundet. Wir nennen das ’Exploration’", sagt Dr. Frank Schnitzer. Der 29-Jährige koordiniert zusammen mit Dr. Patrick Westfeld (34) das vom  Europäischen Sozialfonds (ESF) geförderte Projekt. „Dank der Flugroboter können wir Nutzern, etwa aus dem Bauwesen, der Landwirtschaft oder dem Katastrophenmanagement, schnell räumliche Informationen zur Verfügung stellen“, ergänzt Dr. Westfeld vom zehnköpfigen ADFEX-Team. „Im Gegensatz zu den u.a. beim Militär verwendeten Drohnen, werden die im Rahmen unseres Projekts entwickelten Flugroboter ausschließlich im zivilen Bereich zur geometrischen Erfassung und Rekonstruktion des Untersuchungsgebiets bzw. des Bauwerks eingesetzt“, so Dr. Westfeld weiter. „Aspekte der Flugsicherheit und des Datenschutzes werden während allen Entwicklungsstufen streng eingehalten.“

Durch derartig kooperierende Multi-Roboter-Systeme können Explorationsaufgaben automatisiert, stark vereinfacht und in verbesserter Qualität realisiert werden. „Als Pilotanwendung ist vorgesehen, Bauschäden an schwer zugänglichen Objekten wie etwa Brücken zu erkennen“, so Dr. Schnitzer. Bereits im Mai dieses Jahres wurde ein erster Flug an der Flutgrabenbrücke der Sternstraße in Dresden durchgeführt, um die 3-D-Modellerstellung mittels Laserscanner zu demonstrieren. Vor wenigen Tagen folgten nun weitere Flüge an der Brücke, jetzt, um die  Bildaufnahme und Bilddatenverarbeitung mit einer hochauflösenden Farb- und einer Wärmebildkamera vorzuführen. Bis zum nahenden Ende der Projektlaufzeit im Dezember 2014 sollen die drei Flugroboter gleichzeitig und teilautonom eine koordinierte Exploration bewältigen können.

Eine besondere Stärke der Nachwuchsforschergruppe ADFEX liegt im interdisziplinären Ansatz: Die zehn Wissenschaftler aus den Professuren Automatisierungstechnik, Photogrammetrie, Computergraphik und Visualisierung, Mikrorechner sowie Baubetriebswesen entwickeln in knapp zwei Jahren gemeinsam mit Anwendungsspezialisten aus dem Bauwesen wichtige Schlüsselfunktionen und -technologien für solche Multi-Flugroboter-Explorationssysteme.
Die Datenaufnahme erfolgt mit drei Multirotor-Flugroboterplattformen, die mit unterschiedlicher bildgebender Sensorik ausgestattet sind. Neben einer hochauflösenden Farbkamera kommen auch ein kompakter Laserscanner, ein Infrarotkamerasystem und eine thermische Kamera zum Einsatz. Eine leistungsfähige Bordrechnerarchitektur ermöglicht die direkte, bordseitige Navigation der ADFEX-Flugroboter über eine teilautonome Bewegungssteuerung. Außerdem können die bildgestützten Sensordaten des Explorationsobjektes bereits während des Fluges vorverarbeitet werden. Das dabei errechnete 3-D-Modell wird über eine Funkschnittstelle zur weiteren Auswertung und nutzerfreundlichen Anzeige für den Bediener an die stationäre Basisstation geschickt.

Weitere Informationen zum Projekt unter: www.adfex.eu 

Informationen für Journalisten:
Dr. Patrick Westfeld
TUD-Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung
Tel.: 0351 463-39701, Fax: -37266


Dr. Frank Schnitzer
TUD-Institut für Automatisierungstechnik
Tel.: 0351 463-32097