Maritime Explorationshalle

Panoramaansicht des großen Salzwasserbeckens
Panoramaansicht des großen Salzwasserbeckens (Foto: DFKI GmbH)

In der rund 1.300 m² großen Maritimen Explorationshalle können neue Robotertechnologien für den Einsatz auf und unter Wasser getestet werden. Konkrete Missionsszenarien aus dem Alltag der Offshore-Industrie werden nachgestellt, Manöver gefahren sowie die Auslegung und Fähigkeiten zukünftiger Systeme getestet und demonstriert. Die Infrastruktur der Halle besteht aus einem Salzwasserbecken, zwei kleineren separaten Testbassins, einem Virtual Reality Labor, einer Druckkammer sowie einer vollständigen technischen Einrichtung; von Kränen bis zu weiteren Arbeitslaboren.

Kofinanzierung

Der Neubau samt Maritimer Explorationshalle wurde mit 3,1 Mio. Euro aus EFRE-Mitteln sowie mit 4 Mio. Euro vom DFKI selbst finanziert.

Infrastruktur samt technischer Daten auf einen Blick:

Zusätzliche separate Testbecken
Zusätzliche separate Testbecken
Druckkammer
Druckkammer
Virtual Reality Lab
Virtual Reality Lab

  • großes Salzwasser-Testbecken 3.400 m³ (23 m x 19 m x 8 m) inklusive mechanischer Infrastruktur

    • 3,4 Mio. Liter Salzwasser (18 g Salz pro Liter)
    • Krananlagen (12,5 t und 250 kg) zum Transport von Systemen und Testobjekten in das Becken
    • ein Beobachtungsfenster in Bodennähe mit Sicht ins Testbecken
    • eine Stellfläche für zwei 20 Fuß-Container am Beckenrand und großzügige Logistikfläche vor dem Gebäude

  • zusätzliche separate Testbassins

    • Glasbecken 40 m³: dreiseitig verglastes, 5 m x 4 m x 2,2 m großes, rund 40.000 Liter fassendes Wasserbecken zur bestmöglichen Beobachtung von Testläufen 
    • Schwarzes Becken 20 m³: abdunkel- und eintrübbares 3,4 m x 2,6 m x 2,2 m großes Wasserbecken
    • Portalanlage (drei Translationsachsen) zur exakten Bewegung von Versuchskörpern

  • eine Druckkammer 

    • Wasserdruck bis zu 6.000 m Meerestiefe (600 bar)

  • ein Virtual Reality Lab als immersive, interaktive 3D-Testumgebung 

    • Projektionsfläche aus sieben Elementen auf 21,6 m²
    • Interaktion in virtueller Testumgebung durch Cyber-Touch-Datenhandschuh

  • Werkstätten und Arbeitsplätze

Großes Salzwasserbecken

Kernstück der Testanlage ist das 23 Meter lange, 19 Meter breite und 8 Meter tiefe Becken. Mit 3,4 Mio. Litern Salzwasser schafft es Forschungsbedingungen, die von der Witterung unabhängig, kontrollier- und beobachtbar sind, zudem aber realitätsnahe Bedingungen für den Robotereinsatz bieten. Im großen Foyer des DFKI-Gebäudes in der Robert-Hooke-Straße 1 befindet sich ein zwei mal drei Meter großes Panoramafenster mit Blick in das Becken.

Bild des Beckens Perspektive 1
Zweikrananlage (Foto: Annemarie Hirth, DFKI GmbH)
Bild des Beckens Perspektive 2
In 3,4 Mio. Litern Salzwasser können Tauchroboter getestet werden (Foto: Matthias Goldhoorn, DFKI GmbH)
Roboter durchs Beckenfenster im Foyer
Aus dem Foyer lässt sich Roboter Dagon durchs Panoramafenster bei einer Testfahrt beobachten (Foto: Annemarie Hirth, DFKI GmbH)

Modellbauten im großen Salzwasserbecken

Pipeline

Ansicht der Pipeline
Ansicht der Pipeline

Für Tests und zur Weiterentwicklung von Detektoren und Reglern, die zum Pipeline-Tracking eingesetzt werden, wurde ein 12 m langes besandetes Rohr auf Kunstfelsplatten am Beckenboden installiert. Die einandern ähnelnden
Farbtöne von Rohr und Untergrund stellen dabei eine besondere
Herausforderung für die verwendeten visuellen Algorithmen dar. Die Pipeline
weist eine Biegung von etwa 45 Grad auf.

Dreibeinfundament von Windkraftanlagen

Um die Inspektion von vertikalen Strukturen zu simulieren, wurde ein skaliertes Modell eines Dreibeinfundaments an der Beckenwand installiert. Dabei handelt es sich um eines der drei Beine des Fundaments mit an das Original angelehnter Farbgebung.

Offshore-Oil/Gas-Control-Panel

Der Nachbau eines Control-Panels von der Ölförderplattform "Deepwater Horizon" dient dem Testen von Unterwasserfahrzeugen bei der Inspektion und Manipulation. Die Nachbildung, die an einer der Beckenwände angebracht ist, verfügt über verstell- und drehbare Steuerelemente.

Fischnetz

Um visuelle Algorithmen zur Inspektion von Fischnetzen zu testen und weiterzuentwickeln, wurde ein 5 m x 5 m großes Fischnetz im Becken installiert. Später soll daran auch die Erkennung von Netzdefekten erprobt werden.

3D-Landschaft (höhlenartig mit Boden, Wand und Decke)

Um die Navigation nicht nur über, sondern auch unter und neben Felsformationen zu testen, wurde eine höhlenartige 3D-Landschaft aus Kunstfelsplatten im Becken installiert. Sie verfügt über Boden-, Wand- und Deckenplatten.

Separate Testbecken

Des Weiteren befindet sich in der Maritimen Explorationshalle ein 40.000 Liter Wasser fassendes Glasbecken, das drei verglaste Wände hat. So können Robotersysteme bei Testläufen aus nächster Nähe beobachtet werden. In einem weiteren Testbassin, das so genannte schwarze Becken, kann das Wasser eingetrübt sowie das gesamte Becken abgedunkelt werden, um Sichtverhältnisse analog zur Tiefsee herzustellen. Die gesamte Fläche ist von einer Hängekrananlage überspannt, die 500 kg tragen kann.

Glasbecken 40 m³

Glasbecken von vorne (Foto: Annemarie Hirth, DFKI GmbH)
Glasbecken von vorne (Foto: Annemarie Hirth, DFKI GmbH)
Max. Füllmenge:40 m³
Maße (L x B x H): 5 m x 4 m x 2,2 m 
Material: Glas und Stahl
Einsichtmöglichkeit:       3 Glaswände
Wasseraufbereitung:Umwälzleistung max. 28 m³/h
Einschicht-Sand-Filtration
UV-Entkeimung 75 W
automatische Regelung der Wasserparameter
Besonderheit:  Vollständige Beobachtbarkeit von außerhalb

Schwarzes Becken 20 m³

Außenansicht des schwarzen Beckens (Foto: Annemarie Hirth, DFKI GmbH)
Außenansicht des schwarzen Beckens (Foto: Annemarie Hirth, DFKI GmbH)
Verdichtungs- und Lichtschutz
Verdichtungs- und Lichtschutz
Testlauf des Greifroboters "CManipulator" im schwarzen Becken
Testlauf des Greifroboters "CManipulator" im schwarzen Becken
Max. Füllmenge:20 m³
Material:schwarzes PE
Maße (L x B x H):3,60 m x 2,80 m x 2,50 m
Einsichtmöglichkeit:     2 kleine Sichtfenster
Überwachungskameras:12 Stück
1 lux, 628 x 582 Pixel, 51° x 43°
Verdunstungs-
/Lichtschutz:
4.500 Bälle (D = 5 cm)
Wasseraufbereitung:Umwälzleistung max. 28 m³/h
Einschicht-Sand-Filtration
UV-Entkeimung 40 W
automatische Regelung der Wasserparameter
Besonderheit:

optische Simulation von einer Unterwasserumgebung ohne Lichtquellen 

Portalkran:
Hersteller:Parker Hannifin
Achsen:3 (X, Y, Z)
Typ:X/Y-Achsen: HPLA120
Z-Achse: HZR100
Maximalgeschwindigkeit:5 m/s
Maximalbeschleunigung:10 m/s²
Nennantriebsmoment:X/Y: 74,2 Nm
Z: 57,3 Nm
Wiederholgenauigkeit:+/- 0,2 mm
Nutzlast:1500 N
Maximaler Verfahrweg:X: 3400 mm
Y: 2600 mm
Z: 2000 mm

Video

In der Maritimen Explorationshalle werden Robotersysteme für den Einsatz auf und unter Wasser getestet.

© DFKI GmbH
zuletzt geändert am 29.09.2017
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