30.07.2021 - 08:44

Autonome Nutzfahrzeuge für den Katastrophenschutz

Der Lehrstuhl Robotersysteme (RRLab) der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) erforscht den autonomen Arbeitseinsatz eines Unimog 5023 (U5032) in hochkomplexen Umgebungen, wie etwa unzugänglichem Terrain abseits von Straßen.

Das Projekt „Autonome Arbeitsmaschine für den Einsatz in Anwendungen wie Katastrophenschutz/Feuerwehr, Forstwirtschaft und Weinbau“ wird vom rheinland-pfälzischen Ministerium für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbaumit rund 780.000 Euro gefördert.

Ziel des Projekts ist, den Unimog mit einem robusten Off-Road-Navigationssystem so auszustatten, dass er autonom Aufgaben in der Forstwirtschaft, in Deponiegebieten, im Katastrophenschutz wie etwa Feuerwehreinsätzen, sowie im Weinbau bewältigen kann. „In der Forstwirtschaft lassen sich durch den Einsatz von autonomen Nutzfahrzeugen unter anderem Effizienzsteigerungen erzielen und Forstarbeitende entlasten“, erläutert Prof. Dr. Karsten Berns, der den Lehrstuhl RRLab an der TUK leitet. „Somit stehen mehr Ressourcen zur Verfügung, die beispielsweise die Pflege und den Erhalt des zunehmend durch Klimaschäden belasten heimischen Waldes sicherstellen können. Autonome Rettungs- und Katastrophenschutzfahrzeuge bieten einen ebenso großen Nutzen, indem sie Rettungskräfte, welche in Hochrisikosituationen arbeiten, schützen und entlasten. Um den sicheren autonomen Betrieb des Fahrzeugs gewährleisten zu können, realisieren wir Konzepte für Sicherheit und Risikoabschätzung bereits in der Anwendung.“

„Autonomes Fahren und Arbeiten in Spezialanwendungen leistet einen wichtigen Beitrag zur Bewältigung der gesellschaftlichen Folgen von Krisen, wie sie beispielsweise mit dem Klimawandel und den damit einhergehenden Naturkatastrophen zunehmend häufiger auftreten“, unterstreicht Prof. Dr. Werner Thiel, Vizepräsident für Forschung und Technologie der TUK. „Deswegen freut es mich, dass wir in diesem zukunftsweisenden Projekt unsere Forschungsexpertise rund um die Künstliche Intelligenz und Sensorik einbringen können, um neue Potenziale in der Entwicklung und Erforschung autonomer Maschinen zu erschließen.“ Berns ergänzt: „Durch die multifunktionalen Anforderungen in unterschiedlichen Anwendungen werden robuste und portierbare KI-Algorithmen geschaffen, die als Blaupause zukünftiger autonomer Nutzfahrzeuge dienen können.“

Der Unimog zeichne sich durch extreme Geländegängigkeit und viele Freiheitsgrade, wie Differentialsperren, Reifendruckregelanlage, hohe Gangzahl, Rahmen- sowie Achsverwindung und Portalachsen aus. Dies mache ihn besonders interessant für Forschungsanwendungen, da zusätzliche Geländebereiche zugänglich werden. „Im Rahmen des Projekts haben wir den U5023 aufwendig technisch so umgerüstet, dass er mit einem neuen Lenk- sowie Bremssystem vollständig autonom gesteuert werden kann“, so Berns. „Sensorik überwacht das gesamte Fahrzeugumfeld. Damit sind sichere Fahrbahnen in unstrukturierten Umgebungen berechenbar. Weiterhin haben wir eine komplexe Simulation des Unimog erstellt, welche sämtliche Freiheitsgrade und Charakteristiken des Fahrzeugs berücksichtigt. Somit können riskante Manöver in schwerem Gelände vorab simuliert getestet werden bevor die Steuerungssoftware real zur Anwendung kommt.“

Der Einsatz autonomer Arbeitsmaschinen in den Projektanwendungen adressiert klar formulierte Anforderungen aus den Anwendungsmärkten. Hierbei ist Rheinland-Pfalz ein führender Standort der Fahrzeugindustrie (insbesondere Nutzfahrzeuge) in Deutschland mit einer hohen volkswirtschaftlichen Bedeutung. Der Standort verfügt über eine starke Produktivitäts- und Wertschöpfungsleistung, inkl. hoher Forschungs- und Entwicklungsausgaben, eines überdurchschnittlichen Exportanteils sowie einer hohen Beschäftigungswirkung über Lieferverflechtungen für vor- und nachgelagerte Branchen.

Autor: jst




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30.07.2021 08:43