Die neue
.Generation
der Inspektion
Projektdetails
| Projektkoordination: | Dipl.-Ing., Dipl.-Umweltwiss. Andreas Obermayer UNITECHNICS KG, Werkstraße 717, 19061 Schwerin E-Mail: a.obermayer@unitechnics.de |
| Gesamtkosten: | 730.936,00 € |
| Fördermittel: | 499.541,37 € |
| Laufzeit: | 3 Jahre |
| Verbundpartner: | 1. UNITECHNICS KG (UT), Projektkoordination 2. Julius-Maximilians-Universität Würzburg – Informatik VIII (JMU) 3. UNIINSPECTOR GmbH (UI) 4. Berliner Wasserbetriebe AöR (BWB) |
Projektdetails
Projektkoordination:
Dipl.-Ing., Dipl.-Umweltwiss.
Andreas Obermayer
UNITECHNICS KG, Werkstraße 717
19061 Schwerin
E-Mail: a.obermayer@unitechnics.de
Gesamtkosten: 730.936,00 €
Fördermittel: 499.541,37 €
Laufzeit: 3 Jahre
Verbundpartner:
1. UNITECHNICS KG (UT), Projektkoordination
2. Julius-Maximilians-Universität Würzburg – Informatik VIII (JMU)
3. UNIINSPECTOR GmbH (UI)
4. Berliner Wasserbetriebe AöR (BWB)
Problemstellung
Drohnen könnten die regelmäßig erforderliche Inspektion von Kanalnetzen erheblich beschleunigen und die Inspektion schwer zugänglicher Netzbereiche deutlich erleichtern. Die Beengtheit der Umgebung, fehlende Navigationsdaten (kein Satellitensignal (GNSS) oder zuverlässiges Erdmagnetfeld) und die Einstufung als explosionsgefährdeter Bereich, stellen wesentliche Hürden für den Drohneneinsatz im Kanal und anderen Infrastrukturen mit ähnlichen Randbedingungen dar.
Projektziel
Ziel ist es, eine miniaturisierte Inspektionsdrohne zu entwickeln, die durch ihre geringen Abmessungen große Teile des Kanalnetzes befliegen kann. Für eine einfache Bedienbarkeit wird eine mindestens semi-autonome Steuerung der Drohne realisiert. Fehlende Navigationsdaten werden dabei durch ein innovatives System aus onboard Sensorik und Echtzeitdatenanalyse ersetzt. Des Weiteren sollen Explosionsschutzanforderungen bei der Technikentwicklung berücksichtigt werden.
Durchführung
Ausgehend von einer Bedarfsanalyse wird das Konzept einer miniaturisierten, (semi-) autonomen Drohne entwickelt und in Form eines Prototyps umgesetzt. Aufgrund der gegenseigen Abhängigkeiten wird die Realisierung von Drohnen- Hardware, Sensorik und Steuerungssoftware eng verzahnt erfolgen. Die Kompatibilität mit bestehender Inspektionssoftware wird sichergestellt. Der Gesamtprozess der drohnenbasierten Inspektion wird in Bezug auf heutige Inspektionstechnik evaluiert.
Erwartete Ergebnisse
Durch die Erschließung schwerzugänglicher, inspektionsintensiver Infrastrukturen wie der Kanalisation für Drohnen, entsteht ein großes Potential zur Effizienzsteigerung durch einen beschleunigten Inspektionsprozess. Der verringerte Aufwand führt zu geringeren Kosten und/oder einer verbesserten Instandhaltung. Die Inspektion schwerzugänglicher, gefährdeter Bereiche, die bislang durch Betriebspersonal inspiziert werden, erhöht zusätzlich die Arbeitssicherheit.
NEWS
Lange Nacht der Wissenschaften
Am 17. Juni 2023 fand die alljährliche Lange Nacht der Wissenschaften in Berlin statt, bei der sich ca. 30.000 wissenschaftsbegeisterte Bürger:innen tummelten. Mitten drin war das Projekt DIANE, das am Stand der Forschungsabteilung der Berliner Wasserbetriebe vor dem Hauptgebäude der Technischen Universität Berlin präsentiert wurde. Die ausgestellte Inspektionsdrohne wirkte dabei als echter Hingucker und Ice-Breaker für viele spannende Gespräche mit interessierten Besucher:innen.
Neuste Entwicklungen
Digitale Auftakt-Veranstaltung
Am 13.12.2022 kamen Interessierte und Projektpartner zu einem ersten Projekttreffen zusammen. Die Veranstaltung bildete den Auftakt für die enge Zusammenarbeit zwischen den teilnehmenden Partnern, deren Kommunikation einen wesentlichen Bestandteil der Projektkoordination darstellt. Zu Beginn der Projektarbeit stehen die Analyse der Erwartungen an ein Inspektionsfahrzeug und die technischen Anforderungen im Fokus.
Erfolgreicher Praxistest: DIANE Prototyp macht erste Schritte im Kanal
Am 27. August 2024 kamen in Berlin die Projektpartner des mFUND Forschungsprojekts DIANE zu einem wichtigen Treffen zusammen. Die Veranstaltung diente nicht nur dem Austausch über den aktuellen Stand des Projekts, sondern bot auch die Gelegenheit, einen bedeutenden Schritt zu feiern: den ersten erfolgreichen Flug des Prototyps der DIANE-Drohne außerhalb des Labors. Anwesend waren die Projektpartner Berliner Wasserbetriebe (BWB), UNITECHNICS KG (UT), UNIINSPECTOR (UI) und nicht zuletzt der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), die maßgeblich an der Entwicklung dieser innovativen Drohnentechnologie beteiligt sind.
Im Mittelpunkt des Treffens stand der Testflug des Drohnenprototyps, der nun erstmals unter realitätsnahen Bedingungen eingesetzt wurde. Die Drohne, die mit einer eigenen Beleuchtung ausgestattet ist, verfügt aktuell über eine Fernsteuerungsfunktion sowie eine teilautonome Steuerung, bei der Sensoren unterstützend wirken. Diese Steuerungsmechanismen sind jedoch noch nicht vollständig ausgereift, weshalb die kommenden Wochen und Monate intensive Tests unter realen Einsatzbedingungen erfordern. Auswirkungen wie die Luftverwirbelungen im Kanal lassen sich nur im Einsatz unter realen Bedingungen identifizieren, nicht jedoch im Labor oder in Modellen.
Ein besonderer Schwerpunkt der Tests liegt auf der Bildqualität, die in Relation zum Stand der Technik in der TV-Inspektion evaluiert wird. Hierbei wird vor allem geprüft, ob die Drohne in der Lage ist, hochauflösende Bilder zu liefern, die eine präzise Inspektion von Kanälen und anderen schwer zugänglichen Bereichen ermöglichen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da die Qualität der aufgenommenen Bilder direkt die Effektivität der Inspektionen beeinflusst.
Neben der Bildqualität wird auch die Datenverarbeitungsstrecke definiert und getestet. Ziel ist es, eine effiziente und präzise Verarbeitung der Daten sicherzustellen, um den Inspekteuren zeitnah verlässliche und regelkonforme Daten zur Verfügung zu stellen. Diese Optimierungsarbeiten sind essenziell, um das volle Potenzial der Drohne als Inspektionsfahrzeug auszuschöpfen und die Projektziele zu erreichen.
Ein weiteres zentrales Element des Treffens war die praktische Übung im Kanal der BWB. Der Übungskanal wurde aufgrund seiner Eigenschaften als sinnvoller Zwischenschritt zwischen Labor und realem Einsatzgebiet gewählt. Es handelt sich um einen begehbaren und trockenen Kanal, was den Vorteil bietet, dass Fehler hier nicht gleich mit einer defekten Drohne bezahlt werden müssen und die Entwickler ohne Probleme vor Ort sein können. Diese Testumgebung ermöglicht es, das Flugverhalten und die Manövrierfähigkeit der Drohne unter erschwerten Bedingungen zu testen. Gleichzeitig bietet der Kanal ausreichend Platz, um unterschiedliche Szenarien durchzuspielen und die Drohne an ihre Grenzen zu führen. Besonders die Ausleuchtung und Videoverarbeitung der Drohne sind für diese Nennweite noch zu optimieren. Für spätere Tests ist geplant, dass die Drohne auch autonom in Schächte ein- und ausfliegen kann. Diese Funktion konnte beim Testeinsatz im August noch nicht erprobt werden und wird bei den kommenden Tests erprobt.
Die Wahl dieses spezifischen Testumfelds zeigt, wie ernsthaft und gründlich die Projektpartner die Entwicklung der Drohne vorantreiben. Die Tests in einem so großen Kanal erlauben es, mögliche Schwachstellen frühzeitig zu identifizieren und die Drohne entsprechend anzupassen. Dies ist ein wichtiger Schritt, um sicherzustellen, dass die Drohne später in der Lage ist, auch in engeren und komplexeren Umgebungen zuverlässig zu funktionieren.
Für die kommenden Monate sind weitere Tests unter verschiedenen Bedingungen geplant. Diese Tests sollen nicht nur dazu dienen, die bereits erzielten Fortschritte zu validieren, sondern auch dazu, neue Erkenntnisse zu gewinnen, die in die Weiterentwicklung der Drohne einfließen werden. Zur weiteren Entwicklung und Optimierung werden die nächsten Tests und Anpassungen direkt vor Ort durchgeführt, später auch in anderen Profilarten und wasserführenden Kanälen. Diese Tests sind entscheidend, da sich Luftverwirbelungen, die das Flugverhalten der Drohne beeinflussen können, nicht simulieren lassen. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf die Autonomisierung der Drohne gelegt. Ziel ist es, die Drohne so weiterzuentwickeln, dass sie in Zukunft vollständig autonom operieren kann, was die Effizienz und Sicherheit bei Inspektionsarbeiten erheblich steigern würde.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Optimierung der Datenverarbeitung. Hierbei geht es darum, die Videos und gegebenenfalls weitere Daten, die die Drohne während ihrer Flüge sammelt, effizient, präzise und nah am Regelwerk zu verarbeiten. Nur so kann sichergestellt werden, dass die Drohne auch nützliche Informationen liefert und zur Zustandserfassung von Kanälen eingesetzt werden kann.
Das mFUND Forschungsprojekt DIANE trägt dazu bei, einerseits den Bedarf von speziellen Drohnen zur Kanalinspektion darzustellen. Es zeigt auch, dass es möglich ist, entsprechend geeignete Technik zu entwickeln. Der erste erfolgreiche Testflug der Drohne außerhalb des Labors ist ein bedeutender Schritt in Richtung einer voll funktionsfähigen Inspektionsdrohne, die künftig eine wichtige Rolle bei der Zustandserfassung und darauf aufbauend der Sanierungsplanung von Kanälen spielen wird.
Die Tests in den kommenden Wochen und Monaten werden weitere wertvolle Erkenntnisse liefern, die dazu beitragen, den Prototyp und die Datenverarbeitungsstrecke weiterzuentwickeln. Es sind auch öffentliche Veranstaltungen geplant. Zudem freuen wir uns auch auf den kommenden Drohneninfotag im April 2025, bei dem wir uns wieder mit wichtigen Playern der Abwasserbranche über den Einsatz von Drohnen in der Abwassertechnik austauschen werden.
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.Live im Einsatz
.3D Scan
.Projektpartner
