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11. April 2023 DETECTINO 1
System zur Erfassung und Darstellung der unterirdischer Leitungsstrukturen und des Bodenaufbaues
F&E Vorhaben
GliederungGliederung1. Inhalte zum SeminarInhalte zum Seminar 2.2. Systemansatz -Vorgehen und Prioritäten Systemansatz -Vorgehen und Prioritäten 3.3. Weiteres VorgehenWeiteres Vorgehen
PD Dr. habil. Helmut LessingDipl.-Wirt.Inform. Jana Görmer
Dipl.-Inf. René Fritzsche
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11. April 2023 DETECTINO 2
SystemprozesstechnikSystemprozesstechnik
In der Systemprozesstechnik werden aktuelle Themen aus Forschungsprojekten behandelt. Insbesondere geht es hier um ein reales Projekt, indem einzelne Themenbereiche als Seminararbeiten behandelt werden können.
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11. April 2023 DETECTINO 3
ThemenThemen
1. Geographische Informationssysteme vergleichend analysieren, insbesondere ArcGIS
2. Leitungsortungssysteme am Markt sondieren, analysieren und gegenüberstellen
3. Sensorsystmee (Elektromagnetik, Seismik und Bodenradar) grundlegende Funktionsweisen, Auswertungssoftware und Algorithmen sondieren und analysieren
4. Mechatronik einer autarken Einheit (Robotersysteme, „moonraker“ etc.) vergleichend analysieren und hierbei Sensoren, Steuerung und Ortung in Betracht ziehen
5. Datenbankmodelle/Datenbankschemata zu Sensorsystemen sondieren und darstellen
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ThemenThemen6. Techniken der Datenvorverarbeitung (Filtertechniken) und der
Datenfusion bei verschiedenen Sensorsystemen untersuchen7. GIS Integration für die Visualisierung von urbanen Gebieten8. Die Visualisierung (unterirdischer und oberirdischer Strukturen)
von 2D, 2,5D und 3D Karten unter besonderer Berücksichtigung von ArcGIS
9. Ortungssysteme und Verfahren der Positionsbestimmung (GPS, GALILEO, Infrarotlaser und Triangularverfahren) analysieren und vergleichend kritisch betrachten
10. Sicherheitsaspekte in Datenbanken und Kommunikationssystemen analysieren (Synchronisation und Datenabgleich etc.)
11. Echtzeit-Rendering von Straßenkarten mit Leitungssystemen
11. April 2023 DETECTINO 4
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11. April 2023 DETECTINO 5
System zur Erfassung und Darstellung der unterirdischer Leitungsstrukturen und des Bodenaufbaues
F&E Vorhaben
Gliederung Gliederung
1.1. Inhalte zum SeminarInhalte zum Seminar
2.2. Systemansatz - Systemansatz - Vorgehen und Prioritäten Vorgehen und Prioritäten 3.3. Weiteres VorgehenWeiteres Vorgehen
PD Dr. habil. Helmut LessingDipl.-Wirt.Inform. Jana Görmer
Dipl.-Inf. René Fritzsche
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11. April 2023 DETECTINO 6
LeitungsdetektionLeitungsdetektion
Warum?• ca. 210 Mio. €/a Schäden• keine präzise Dokumentation
„Entwicklung und Erprobung eines Ortungssystems zur berührungsfreien Detektion der unterschiedlichen Leitungsstrukturen im Boden und deren Darstellung vor Ort.“
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11. April 2023 DETECTINO 7
Strukturdaten: Leitungsinfrastruktur DStrukturdaten: Leitungsinfrastruktur D
Gesamtlänge aller Leitungsnetze > 3.300.000 km
Erneuerungs- und Investitionsbedarf ca. 60% bis 72%
Investitionsbedarf auf Infrastruktur bis 2009 ca. 339 Mrd Euro gesamter Investitionsbedarf bis 2009 665 Mrd
Euro
jährliche aktuelle Investitionen > 11,2 MrdEuro
Allgemeine Betrachtung
angenommener, möglicher Auftragseingang: < 5.000 km/Jahr (0.3%)
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11. April 2023 DETECTINO 8
Stand der TechnikStand der Technik
GPSGPS
GPRGPR EMEM
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11. April 2023 DETECTINO 9
selbstfahrende Basiseinheit (SFE)
Empfangs- und Steuereinheit
GIS, VisualisierungNavigation,
Dateninterpretation,Datensicherung
Sender/Empfänger 2(Bodenradar, Seismik)
KommunikationseinheitEnergieversorgung
Sender/Empfänger 1(Bodenradar, Seismik)
Rohrleitungssysteme, Füllmaterial im Boden
Führungsfahrzeug(FFA)
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11. April 2023 DETECTINO 10
FunktionsgruppenFunktionsgruppen
selbstfahrende Basiseinheit (SFE)Lenk- und Steuersystem für Vortrieb mit MSR-EinheitEnergieversorgung (DMFC)KommunikationseinheitSensorik (Bodenradar, EM, Seismik)MSR-Technik für SensorikProzesssteuerung, Controlling
Führungsfahrzeug (FFA)Kontrolleinheit für Lenk- und Steuersystem der Basiseinheit (Navigationssystem)Kontroll- und Steuereinheit zur Ausrichtung der Sensorik (Fokus u.a.)KommunikationseinheitVisualisierungseinheit (Raumbezug)Raumbezogenen Analyse unterschiedlicher Datenquellen (Verschneidungsfunktion)Datenanalyse und Interpretation (Mustererkennung, Neuronales Netz)DatenspeicherungDatenimport (ALK, ATKIS etc)
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11. April 2023 DETECTINO 11
DETECTINODETECTINO®® System System
• Berührungsfreie Leitungsdetektion mit einem mobilen Fahrzeug und Plattform.
• Verbundvorhaben modular aufgebaut:
System
Visualisierung
GeographischeInformationssysteme
Computational Intelligence
Sensorik
Mechatronik
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11. April 2023 DETECTINO 12
Darstellung des Raumbezuges
db = data basenn = neuronal networkci = computational intelligence
dbsamplesnn and ci-
functions
visualizationsystem stearing
import:ATKIS, ALK, LiegenschaftenTopografie,Topologie. Leitungskataster
dbresults
OAS
SENSORIK:
radar data
OASmobile
Plattform GPS Galileo
SYSTEM-APPLIKATION
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11. April 2023 DETECTINO 13
Identifikation und VerlaufIdentifikation und Verlauf
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11. April 2023 DETECTINO 14
Innovationen im Vorhaben von DETECTINO
Einsatz von selbstfahrenden, flexiblen, vollständig autarken Einheiten, für rasche Untersuchungen vor beliebiger Art
online-Prozess – Nachsehen und Fokus auf Objekte im Untersuchungsvorgang möglich
maximale Aussagesicherheit durch den Einsatz von Mustererkennung und Neuronalen Netzen
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11. April 2023 DETECTINO 15
Ablaufsplanung: Gesamtentwicklung in drei Phasen
Phase 1
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11. April 2023 DETECTINO 16
Ablaufsplanung: Phase 1
1. Bodenradar, Visualisierungseinheit (Zentralrechner)Aufbau der selbstfahrenden Einheit (SFE)Aufbau der Kommunikation und der Fernsteuerung der SFEFernsteuerung der Sensorik (Bodenradar)Entwicklung der Systemsoftware für SFE und FFAOptimierung des Datenflussmanagement Visualisierung und Aufbau des Datenanalyse (Neuronales Netz)
Anpassungen und Optimierungen in den weiteren Phase
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11. April 2023 DETECTINO 17
Neuronale NetzeEinleitung: Anwendungsgebiete
• Klassifikation– Ziel: Vorhersage der Klassenzugehörigkeit eines Eingabevektors
• Mustererkennung– Ziel: Ausgabe des dem aktuellen Eingabevektor am stärksten
assoziierten Musters• Mustervervollständigung
– Ziel: Vervollständigung fehlender Informationsanteile des Eingabevektors• Optimierung
– Ziel: Finden der optimalen Parameterwerte eines Optimierungsproblems• Steuerung
– Ziel: Zu einem gegebenen Eingabevektor, finde geeignete „Reaktionen“• Data Mining
– Ziel: Aufdeckung versteckter Muster in Daten/Rauschunterdrückung• Zeitreihenanalyse (z.B. Wetter, Aktien, Betriebsabläufe ...)
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11. April 2023 DETECTINO 18
System zur Erfassung und Darstellung der unterirdischer Leitungsstrukturen und des Bodenaufbaues
F&E Vorhaben
Gliederung Gliederung 1.1. Systemansatz - Vorgehen und Prioritäten Systemansatz - Vorgehen und Prioritäten 2.2. Inhalte zum SeminarInhalte zum Seminar3.3. Weiteres VorgehenWeiteres Vorgehen
PD Dr. habil. Helmut LessingDipl.-Wirt.Inform. Jana Görmer
Dipl.-Inf. René Fritzsche
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11. April 2023 DETECTINO 19
Termine
• Nächster Termin29.10.2007 15Uhr CUTEC (Fr. Görmer) mit Vergabe themenbezogener Fragestellungen und Quellen
• Anforderung und Zielsetzung
• Vortragstermine 28.01. oder 4.2.2008 zur Diskussion wer wann was
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11. April 2023 DETECTINO 20
System zur Erfassung und Darstellung der unterirdischer Leitungsstrukturen und des Bodenaufbaues
F&E Vorhaben
Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit!Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit!
Erreichbar: nach Voranmeldung.Erreichbar: nach Voranmeldung.CUTEC-Institut GmbHLeibnizstr. 21+2338678 Clausthal-Zellerfeld
Tel.: +49 (5323) 933-271, Fax: -100E-Mail: [email protected]
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Dipl.-Inf. René Fritzsche