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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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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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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

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

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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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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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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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Stand der TechnikStand der Technik

GPSGPS

GPRGPR EMEM

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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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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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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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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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Identifikation und VerlaufIdentifikation und Verlauf

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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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Ablaufsplanung: Gesamtentwicklung in drei Phasen

Phase 1

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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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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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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

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Dipl.-Inf. René Fritzsche

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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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F&E Vorhaben

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Erreichbar: nach Voranmeldung.Erreichbar: nach Voranmeldung.CUTEC-Institut GmbHLeibnizstr. 21+2338678 Clausthal-Zellerfeld

Tel.: +49 (5323) 933-271, Fax: -100E-Mail: jana.goermer@cutec.de

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