12. Februar 2014DETECTINO1 System zur Erfassung und Darstellung der unterirdischer Leitungsstrukturen und des Bodenaufbaues F&E Vorhaben Gliederung Inhalte.

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1 12. Februar 2014DETECTINO1 System zur Erfassung und Darstellung der unterirdischer Leitungsstrukturen und des Bodenaufbaues F&E Vorhaben Gliederung Inhalte zum Seminar 1. Inhalte zum Seminar 2. Systemansatz -Vorgehen und Prioritäten 3. Weiteres Vorgehen PD Dr. habil. Helmut Lessing Dipl.-Wirt.Inform. Jana Görmer Dipl.-Inf. René Fritzsche

2 12. Februar 2014DETECTINO2 Systemprozesstechnik In der Systemprozesstechnik werden aktuelle Themen aus Forschungsprojekten behandelt. Insbesondere geht es hier um ein reales Projekt, indem einzelne Themenbereiche als Seminararbeiten behandelt werden können.

3 12. Februar 2014DETECTINO3 Themen 1.Geographische Informationssysteme vergleichend analysieren, insbesondere ArcGIS 2.Leitungsortungssysteme am Markt sondieren, analysieren und gegenüberstellen 3.Sensorsystmee (Elektromagnetik, Seismik und Bodenradar) grundlegende Funktionsweisen, Auswertungssoftware und Algorithmen sondieren und analysieren 4.Mechatronik einer autarken Einheit (Robotersysteme, moonraker etc.) vergleichend analysieren und hierbei Sensoren, Steuerung und Ortung in Betracht ziehen 5.Datenbankmodelle/Datenbankschemata zu Sensorsystemen sondieren und darstellen

4 Themen 6.Techniken der Datenvorverarbeitung (Filtertechniken) und der Datenfusion bei verschiedenen Sensorsystemen untersuchen 7.GIS Integration für die Visualisierung von urbanen Gebieten 8.Die Visualisierung (unterirdischer und oberirdischer Strukturen) von 2D, 2,5D und 3D Karten unter besonderer Berücksichtigung von ArcGIS 9.Ortungssysteme und Verfahren der Positionsbestimmung (GPS, GALILEO, Infrarotlaser und Triangularverfahren) analysieren und vergleichend kritisch betrachten 10.Sicherheitsaspekte in Datenbanken und Kommunikationssystemen analysieren (Synchronisation und Datenabgleich etc.) 11. Echtzeit-Rendering von Straßenkarten mit Leitungssystemen 12. Februar 2014DETECTINO4

5 12. Februar 2014DETECTINO5 System zur Erfassung und Darstellung der unterirdischer Leitungsstrukturen und des Bodenaufbaues F&E Vorhaben Gliederung 1.Inhalte zum Seminar 2.Systemansatz - Vorgehen und Prioritäten 3.Weiteres Vorgehen PD Dr. habil. Helmut Lessing Dipl.-Wirt.Inform. Jana Görmer Dipl.-Inf. René Fritzsche

6 12. Februar 2014DETECTINO6 Leitungsdetektion Warum? ca. 210 Mio. /a Schäden keine präzise Dokumentation Entwicklung und Erprobung eines Ortungssystems zur berührungsfreien Detektion der unterschiedlichen Leitungsstrukturen im Boden und deren Darstellung vor Ort.

7 12. Februar 2014DETECTINO7 Strukturdaten: Leitungsinfrastruktur D Gesamtlänge aller Leitungsnetze >3.300.000 km Erneuerungs- und Investitionsbedarf ca. 60% bis 72% Investitionsbedarf auf Infrastruktur bis 2009 ca.339 Mrd Euro gesamter Investitionsbedarf bis 2009665 Mrd Euro jährliche aktuelle Investitionen >11,2 MrdEuro Allgemeine Betrachtung angenommener, möglicher Auftragseingang: < 5.000 km/Jahr (0.3%)

8 12. Februar 2014DETECTINO8 Stand der Technik GPS GPR EM

9 12. Februar 2014DETECTINO9 selbstfahrende Basiseinheit (SFE) Empfangs- und Steuereinheit GIS, Visualisierung Navigation, Dateninterpretation, Datensicherung Sender/Empfänger 2 (Bodenradar, Seismik) Kommunikationseinheit Energieversorgung Sender/Empfänger 1 (Bodenradar, Seismik) Rohrleitungssysteme, Füllmaterial im Boden Führungsfahrzeug (FFA)

10 12. Februar 2014DETECTINO10 Funktionsgruppen selbstfahrende Basiseinheit (SFE) Lenk- und Steuersystem für Vortrieb mit MSR-Einheit Energieversorgung (DMFC) Kommunikationseinheit Sensorik (Bodenradar, EM, Seismik) MSR-Technik für Sensorik Prozesssteuerung, Controlling Führungsfahrzeug (FFA) Kontrolleinheit für Lenk- und Steuersystem der Basiseinheit (Navigationssystem) Kontroll- und Steuereinheit zur Ausrichtung der Sensorik (Fokus u.a.) Kommunikationseinheit Visualisierungseinheit (Raumbezug) Raumbezogenen Analyse unterschiedlicher Datenquellen (Verschneidungsfunktion) Datenanalyse und Interpretation (Mustererkennung, Neuronales Netz) Datenspeicherung Datenimport (ALK, ATKIS etc)

11 12. Februar 2014DETECTINO11 DETECTINO ® System Berührungsfreie Leitungsdetektion mit einem mobilen Fahrzeug und Plattform. Verbundvorhaben modular aufgebaut: System Visualisierung Geographische Informationssysteme Computational Intelligence Sensorik Mechatronik

12 12. Februar 2014DETECTINO12 Darstellung des Raumbezuges db = data base nn = neuronal network ci = computational intelligence db samples nn and ci- functions visualization system stearing import: ATKIS, ALK, Liegenschaften Topografie, Topologie. Leitungskataster db results OAS SENSORIK: radar data OAS mobile Plattform GPS Galileo SYSTEM-APPLIKATION

13 12. Februar 2014DETECTINO13 Identifikation und Verlauf

14 12. Februar 2014DETECTINO14 Innovationen im Vorhaben von DETECTINO Einsatz von selbstfahrenden, flexiblen, vollständig autarken Einheiten, für rasche Untersuchungen vor beliebiger Art online-Prozess – Nachsehen und Fokus auf Objekte im Untersuchungsvorgang möglich maximale Aussagesicherheit durch den Einsatz von Mustererkennung und Neuronalen Netzen

15 12. Februar 2014DETECTINO15 Ablaufsplanung: Gesamtentwicklung in drei Phasen Phase 1

16 12. Februar 2014DETECTINO16 Ablaufsplanung: Phase 1 1.Bodenradar, Visualisierungseinheit (Zentralrechner) Aufbau der selbstfahrenden Einheit (SFE) Aufbau der Kommunikation und der Fernsteuerung der SFE Fernsteuerung der Sensorik (Bodenradar) Entwicklung der Systemsoftware für SFE und FFA Optimierung des Datenflussmanagement Visualisierung und Aufbau des Datenanalyse (Neuronales Netz) Anpassungen und Optimierungen in den weiteren Phase

17 12. Februar 2014DETECTINO17 Neuronale Netze Einleitung: Anwendungsgebiete Klassifikation –Ziel: Vorhersage der Klassenzugehörigkeit eines Eingabevektors Mustererkennung –Ziel: Ausgabe des dem aktuellen Eingabevektor am stärksten assoziierten Musters Mustervervollständigung –Ziel: Vervollständigung fehlender Informationsanteile des Eingabevektors Optimierung –Ziel: Finden der optimalen Parameterwerte eines Optimierungsproblems Steuerung –Ziel: Zu einem gegebenen Eingabevektor, finde geeignete Reaktionen Data Mining –Ziel: Aufdeckung versteckter Muster in Daten/Rauschunterdrückung Zeitreihenanalyse (z.B. Wetter, Aktien, Betriebsabläufe...)

18 12. Februar 2014DETECTINO18 System zur Erfassung und Darstellung der unterirdischer Leitungsstrukturen und des Bodenaufbaues F&E Vorhaben Gliederung 1. Systemansatz - Vorgehen und Prioritäten 2. Inhalte zum Seminar 3. Weiteres Vorgehen PD Dr. habil. Helmut Lessing Dipl.-Wirt.Inform. Jana Görmer Dipl.-Inf. René Fritzsche

19 12. Februar 2014DETECTINO19 Termine Nächster Termin 29.10.2007 15Uhr CUTEC (Fr. Görmer) mit Vergabe themenbezogener Fragestellungen und Quellen Anforderung und Zielsetzung Vortragstermine 28.01. oder 4.2.2008 zur Diskussion wer wann was

20 12. Februar 2014DETECTINO20 System zur Erfassung und Darstellung der unterirdischer Leitungsstrukturen und des Bodenaufbaues F&E Vorhaben Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit! Erreichbar: nach Voranmeldung. CUTEC-Institut GmbH Leibnizstr. 21+23 38678 Clausthal-Zellerfeld Tel.: +49 (5323) 933-271, Fax: -100 E-Mail: jana.goermer@cutec.de PD Dr. habil. Helmut Lessing Dipl.-Wirt.Inform. Jana Görmer Dipl.-Inf. René Fritzsche