Sensorfusion

① Sensorfusion - allgemein

Unter Sensorfusion verstehen wir das Zusammenspiel von verschiedenen Sensoren zur Dokumentation oder Überwachung der Infrastruktur wobei dabei auch mehrere Verkehrsträger betroffen sein könnten: Bahn, Strasse und Wasser. Dabei können faseroptische Sensoren genauso verwendet werden wie Echolotmessungen und Sensoren für 3D-Mapping. In den meisten Fällen werden relative Aussagen nicht genügen sondern sind auch absolute Werte entscheidend. Für manche Aufgabenstellungen kann auch der Einsatz von Drohnenflügen noch zusätzliche Informationen liefern.
Warum wird Sensorfusion zur Überwachung der Infrastruktur in Zukunft immer mehr Bedeutung erlangen: die Videobotschaft im anschliessenden Video endet mit dem Satz: „Lets save our infrastructure for our next generation“. Und dabei müssen wir gar nicht bis nach Indonesien oder Taiwan schauen: auch bei uns oder im benachbarten Ausland kann man einige Beispiele finden.
 

Video in Zusammenarbeit mit unserm Partner MEGUMI in Indonesien:

② FOS – Anwendungen

DGNSS beschäftigt sich beinahe 10 Jahre mit dem Thema FOS und hat bereits mehrere Projekte zur
vollen Zufriedenheit des heimischen Bahnunternehmens ÖBB abgewickelt. Es hat sich eine breite Palette
von Anwendungsmöglichkeiten mit unterschiedlichen Sensortypen ergeben

Messprinzip:

• Fiber-optic seit 1980 in der Messtechnik bekannt
• alle Messsysteme basieren auf Rückstreuprinzip in faseroptischen Lichtwellenleitern
• unsichtbares Licht wird in Lichtwellenleiter eingekoppelt und transportiert
• kleinste Teile davon werden an jeder Stelle der Faser reflektiert und zurückgestrahlt
• dies wird gemessen und gibt Aufschluss über Dehnung, Druck und Temperatur
• zentrale Messeinheit wertet aus und zeigt die entsprechenden Messgrößen an
• keine Energieversorgung bei Messstelle erforderlich
Je nach Anwendungsfall werden die Sensoren verschieden angeordnet: Point sensing eignet sich z.B. für die Rissdetektion, beim Quasi-distributed sensing werden mehrere Sensoren hintereinander angeordnet (Bendlines bei Hilfsbrücken) oder das gesamte Kabel ist eigentlich der Sensor bei Steinschlagdetektion etc.

Bei Hilfsbrücken werden die Bendlines zusätzlich mit Objektsense kombiniert: : permanentes
„faseroptische Nivellier“: für diskrete Objekte
Eine Kombination mit einer faseroptischen Kamera ist immer dann interessant wenn nach Überschreiten
einer Warngrenze sofort sehen will ob es eine Ursache dafür gibt.
Kombination von verschiedenen Sensoren bei Infrastrukturprojekten:

③ Mobile Mapping

Mobile Mapping wird künftig die bevorzugte Methode bei der Dokumentation von Infrastrukturkorridoren sein egal ob Bahn- oder Strassenkorridore. Beide Verkehrträger haben in den letzten Jahren schon mehrere Pilotprojekte mit dieser Technologie abgewickelt. Fürs Gleis ist eine gleisgebundenes Fahrzeug empfehlenswert (z.B. VT100 von Plasser & Theurer), für die Strasse befindet sich das nötige Instrumentarium in der Regel auf einem speziellen PKW-Kombi.

Fahrzeugbasierte Kombination von Sensoren:

• GNSS (Satellitenpositionierung)
• IMU (Inertial measurement Unit – räumliche Orientierung)
• 3x 2D Laser Scanner – (bis 1 Mio Pkte je Sek)
• Bildinformation (Panorama-Kamerasystem)
• Messfrequenz 250 Hz,
• Kombination aller Sensordaten in eine homogenisierte georeferenzierte Punktwolke

Ergebnis ist die Bereitstellung einer umfassenden Grundlage für Dokumentation, Planung und
algorithmische Analysen von Veränderungen
Neben der Ausgabe von georeferenzierten 3D-Laserdaten ist auch die Ausgabe von georeferenzierten
3d-Bilddaten ein möglicher Anwendungsfall.