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Untertägiges 4D+ Positionierungs-, Navigations- und Mapping-System zur hochselektiven, effizienten und im höchsten Maße sicheren Gewinnung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe.

3D Kartographie

im Rahmen der BMBF-Bekanntmachung R4 – Innovative Technologien für Ressourceneffizienz – Forschung zur Bereitstellung wirtschaftsstrategischer Rohstoffe

Ziel des Verbundvorhabens UPNS4D+ ist die hochselektive, effiziente und im höchsten Maße sichere Gewinnung mineralischer Rohstoffe insbesondere Seltener Erden aus „heimischen“ vor- handenen Lagerstätten sowie für die Erkundung neuer Lagerstätten. Das erfordert eine innovati- ve Abbautechnologie, die auch dynamische Veränderungsprozesse und der damit erhöhten Pla- nungssicherheit Rechnung tragen kann. Dazu wird im Rahmen des interdisziplinären Forschungs- vorhabens UPNS4D+ erstmalig ein untertägiges Lagerstätten-Positionierungs-, Navigations- und Mapping-System in Form eines mobilen autonomen und intelligenten Robotersystems entwickelt.

Ziel des Teilforschungsvorhabens 6D-Kartographie ist die Entwicklung eines Robotersystems zu einem einsatzfähigen Prototypen zur Kartographierung unter Tage. Dazu muss zunächst ein ent- sprechendes robustes Roboterfahrzeug ausgewählt werden und mit passender Sensorik (Radar, Kameras, Lidars, IME) ausgestattet werden. Nach dem Aufbau einer Plattform müssen die Daten der einzelnen Sensoren mittels SLAM-Algorithmen in eine konsistente hochdimensionale Karte in- tegriert werden. Hochdimensional bedeutet hier, dass neben den 3D-Punktwolken, die zusammen mit der Orientierung des Roboterfahrzeugs abgespeichert und in eine Karte integriert werden, auch Keyframes, die aus den Bilddaten (sowohl im sichtbarem wie auch unsichtbarem Spektrum) extrahiert werden und Daten der Radarsensoren mit in die Karte aufgenommen werden. Dabei müssen zum einen Verfahren entwickelt werden, die einen leichten Zugriff sowie die Verarbeitung und Visualisierung der großen Datenmengen, die bei der Kartierung anfallen, erlauben, zum an- deren müssen Methoden zur kompakteren Repräsentation (z.B. geometrische) der Kartendaten erkannt und entwickelt werden.

Laufzeit

01.04.2015 - 31.03.2018

Projektpartner

Publikationen

Rebel, S., F. Hüning, I. Scholl, and A. Ferrein (2015). “MQOne: Low-Cost Design for a Rugged-Terrain Robot Platform”. In: Proc. 8th International Conference on Intelligent Robots and Applications (ICIRA 2015). to appear.

Rugged terrain robot designs are important for field robotics missions. A number of commercial platforms are available, however, at an impressive price.  With this project, we aim at designing autonomous robot that is as suited for the field as its commercial counterparts but at a far lower price. Here, we will report on our results and also DIY advice for building such a robot on your own.

The MQOne is a rugged-terrain UGV based on an electric quad bike. We modified the steering and added a hydraulic brake system. It is now ready for drive-by-wire. First results on the hardware design can be found in:

In terms of autonomous navigation, we are working towards adapting the ROS SBPL path planning package for Ackerman steering for the MQOne. We reported on a local SBPL planner which already works fine for  our 1/10 carts. We will soon adapt this planner to MQOne.

The goal of this project is to deploy this robot for mapping underground mines in the UPNS4D+ project.

Stay tuned for updates on the project

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