Windkraftanlagen Inspektion, Teilvorhaben: 3D-Punktwolkenverarbeitung und SLAM (WISP-SLAM)

Description: Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines drohnenbasierten Sensorsystems für die Inspektion von Windkraftanlagen. Hierbei sollen insbesondere schwer zugängliche und kritische Stellen wie beispielsweise Rotorblätter in bislang unerreichter Genauigkeit digitalisiert und vermessen werden. Die Sensorik besteht aus Laserscannern, Kameras, Thermokameras und IMUs zum Einsatz, um ein möglichst umfassendes, multimodales Modell der Anlage zu erhalten. Durch den Einsatz von Drohnen kann die Inspektion im Vergleich zu aktuellen Methoden schnell, effizient und sicher durchgeführt werden. Die Idee des Teilprojektes ist, luftgestütztes Laserscanning so zu miniaturisieren und Drohnen, d.h. kleine UAVs, mit entsprechender Laserscan-Sensorik auszustatten, so dass die Inspektions-aufgabe kostengünstig gelöst werden kann. Dazu sollen die UAVs die erstellten 3D-Karten auch selbst nutzen. Es müssen die Verfahren und Algorithmen so angepasst werden, dass die Ergebnisse, d.h. die 3D-Karten in Echtzeit vorliegen. Das Vorhandensein einer detailreichen 3D-Karte mit Zusatzinformationen (Fotos, Thermografie, Interpretationen) bietet die Möglichkeit in kurzer Zeit, WKAs zu inspizieren und den Zustand zu dokumentieren. Die wissenschaftlichen Ziele des Vorhabens beinhalten zum einen die Lösung des Problems der simultanen Lokalisierung und Kartierung (SLAM, vgl. Abschnitt 2) eines UAVs. Ist SLAM gelöst, muss die 3D-Punktwolke in ein 3D-Modell umgewandelt, was durch Anwendung von neuronalen KI-Methoden gelingen soll. Eine weitere wissenschaftliche Herausforderung ist die Datennachverarbeitung und Datenanalyse. Hier sollen neue Methoden zur Änderungsdetektion umgesetzt werden. Auf technischer Seite ist ein Ziel des Projektes eine effiziente Lösung des Kalibrierproblems zu finden.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Kartierung ? Thermografie ? Windkraftanlage ? Flugdrohne ? Sensorische Bestimmung ?

Region: Bayern

Bounding boxes: 12.53381° .. 12.53381° x 47.795° .. 47.795°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• SAB WindTeam GmbH (Mitwirkende)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität Würzburg, Institut für Informatik, Informatik VII Robotik und Telematik (Betreiber*in)

Time ranges: 2022-12-01 - 2025-11-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: 3D Point Cloud Processing and SLAM (WISP-SLAM)
  Description: The overall objective of the project is to develop a drone-based sensor system for the inspection of wind turbines. In particular, hard-to-reach and critical areas such as rotor blades are to be digitized and measured with unprecedented accuracy. The sensor technology consists of laser scanners, cameras, thermal cameras and IMUs for use in order to obtain the most comprehensive, multimodal model of the plant possible. By using drones, the inspection can be performed quickly, efficiently and safely compared to current methods. The idea of the subproject is to miniaturize airborne laser scanning and equip drones, i.e. small UAVs, with appropriate laser scanning sensor technology so that the inspection task can be solved cost-effectively. For this purpose, the UAVs should also use the generated 3D maps themselves. The procedures and algorithms must be adapted so that the results, i.e. the 3D maps, are available in real time. The existence of a detailed 3D map with additional information (photos, thermography, interpretations) offers the possibility in a short time to inspect WKAs and to document the condition. The scientific goals of the project include, first, solving the problem of simultaneous localization and mapping (SLAM, see Section 2) of a UAV. Once SLAM is solved, the 3D point cloud must be converted into a 3D model, which should be accomplished by applying neural AI methods. Another scientific challenge is data post-processing and data analysis. Here, new methods for change detection are to be implemented. On the technical side, one goal of the project is to find an efficient solution to the calibration problem. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1123359

Status

Aktiv

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