Petereit: Teilautomatisierte Flachwasserplattform zur simultanen ...
2 Systemkonzept
Bei der Konzeption des Vermessungssystems standen die folgenden Aspekte im
Vordergrund:
offene Softwarearchitektur, um die Rekonfiguration der Sensoren zu erleich-
tern
umfangreiche Sensorausstattung für eine umfassende Wahrnehmung der
Umgebung über und unter der Wasseroberfläche
Hinderniserkennung und -vermeidung für autonome Kartierungsfahrten
Mensch-Maschine-Schnittstelle zur Kommandierung und Überwachung des
Systems in Echtzeit
Durch die Verwendung des Open-Source-Software-Frameworks ROS (Robot
Operating System, https://ros.org) lassen sich Multisensor-Nutzlasten naht-
los integrieren und der Aufbau kann flexibel verändert werden. Die Daten
sind auf jeder Ebene vollständig zugänglich, was die Interaktion mit bestehen-
den Sensoren und Systemen erleichtert und die Datenübergabe an ein Über-
wachungssystem ebenso einfach macht. Die Kartierungsfähigkeiten sowie die
Bewegungsplanung und Hindernisvermeidung sind weitgehend von am Fraun-
hofer IOSB bestehenden landgestützten mobilen Robotersystemen übernom-
men worden.
2.1 Hardwarekonzepi
Für die Umsetzung der Kartierungslösung wurde eine geeignete Hardwareplatt-
form aufgebaut. Als erster Prototyp diente hierfür die Plattform Water Strider,
ein Katamaran, welcher aufgrund seiner Größe (6 m x 6 m x 4 m) viel Raum
für Sensorik und Rechentechnik bot. Mit einem Gesamtgewicht von ca. 500 kg
erreichte die Plattform eine Geschwindigkeit von ca. 6,5 kn und eine maximale
Missionsdauer von rund 4 h. Der vollständige Aufbau des Systems ist in Abb. 1
dargestellt.
2.2 Sensoren
Für die bildbasierte Kartierung sind zwei Sony SCN EB643R IP-Kameras an
beiden Seiten des Mastes angebracht, wobei eine nach Steuerbord und die an-
dere nach Backbord gerichtet ist (siehe Abb. 2 links). Das Kamerasystem wird
genutzt, um durch Structure-from-Motion-Methoden eine 3D-Rekonstruk-
tion von Uferstrukturen durchzuführen. Für die Wahrnehmung über Wasser
DVW-SCHRIFTENREIHE #® Band 102/202
3 Mißner-Verla.
