COLIBRI

Projektkontext

Für die Überwachung von Unterwasser- und Küstenregionen werden effiziente Messmethoden benötigt. Dies ist insofern relevant, da diese Regionen ständigen Veränderungen z.B. durch Korrosion ausgesetzt sind, jedoch aufgrund der Lage unter Wasser nur schwer überwacht werden können. Die Registrierung solcher Veränderungen ist relevant, da Bauwerke, die ihr Fundament unter Wasser haben, wie beispielsweise Windparks, von diesen Veränderungen beeinflusst werden können.

Von einer Überwachung der Küstengebiete können außerdem Kartographie, Küstenschutz, Hochwasserschutz, Inspektion, Offshore-Konstruktion und Hydrologie profitieren.

Das Projekt wurde vom Fraunhofer IPM in Zusammenarbeit mit dem finnischen Geospatial Research Institute (FGI) und der Professur für Hydrologie der Universität Freiburg durchgeführt. Hierbei übernahm das IPM die Entwicklung der Scansysteme – sowohl für die Anwendung auf der Drohne, als auch für Unterwasser. Die Software wurde im Pilotprojekt MulDiScan entwickelt , die Sensoren im Demonstratorprojekt SwInG konzipiert und im Scalingprojekt SwInG 4.0 für die mobile Nutzung aufgebaut. Die bereits erforschten Ergebnisse flossen zusammen mit den Forschungen des FGI in die Entwicklung der Testsysteme ein.

Projektbeschreibung

Im Projekt CoLiBri (Collaborative LiDAR to Monitor Infrastructure in the Water and at the Shoreline) wurde ein Messsystem für die Anwendung auf der Drohne entwickelt, mit der Veränderungen in Küstengebieten umfassend beobachtet werden können. Hierzu wurde sowohl ein Messsyystem, als auch eine Auswertesoftware entwickelt. Navigations- und Positionslösungen wurden zur praktischen Nutzung des Systems in das Gesamtsystem integriert.

Das im Vorläuferprojekt FORESEE entwickelte Messsystem für Unterwasser wurde weiterentwickelt. 

Projektergebnisse

Die Scannereinheit, die optischen Filter, die Teleskope zur Anpassung der Lichtstrahlgeometrie, die Motoren und auch die Elektronik zur Verarbeitung der Daten sowie der Verstärkung und Aufbereitung von Messsignalen wurden weiterentwickelt und an die neuen Bedingungen unter Wasser angepasst.

Das Messsystem wurde hinsichtlich Energieverbrauch, Wärmeentwicklung und Maße optimiert.

Sehr relevant für die Analyse der gesammelten Daten war die Entwicklung einer neuen Positionierungssoftware, die Messdaten entsprechend referenziert und registriert.

Eine besondere Herausforderung bei Messungen unter Wasser sind vorhandene Störpartikel im Wasser. Die Systeme wurden darauf optimiert, sodass Messgenauigkeiten im Bereich von Zentimetern erreicht werden können. Im Projekt wurden Messungen in Freiburg und in Finnland durchgeführt.

Projektverwertung

Für die Anwendung und Weiterentwicklung der neu entwickelten Laserscanner wurden bereits Verträge mit der HafenCity Universität Hamburg, mit der TU Clausthal und mit dem Fraunhofer IGD abgeschlossen. Bei der Umsetzung hilft jeweils die PSE Instruments GmbH. 

Zudem wurde ein Patent eingereicht und die Forschungsergebnisse wurden bei verschiedenen Konferenzen vorgestellt.