AUSMOS ist ein Roboter zur Ortung von Versorgungseinrichtungen, der von ULC Technologies unter Verwendung eines Sensors & Software NOGGIN® 250 GPR-Systems und des SPIDAR® SDK (Software Development Kit) entwickelt wurde. Hören Sie die Geschichte der rasanten Entwicklung dieses innovativen Geräts.
Sensors & Software Inc. mit Sitz in Mississauga, Kanada und Teil von SPX Technologies, Inc. (SPX) entwickelt und produziert seit über 30 Jahren Bodenradarprodukte (GPR). Zu unseren GPR-Marken gehören NOGGIN®, pulsEKKO®, Conquest®, Rescue Radar®, LMX® und SPIDAR®. Im Jahr 2022 haben wir das SPIDAR® SDK (Software Development Kit) eingeführt, mit dem Kunden jedes NOGGIN®- oder pulsEKKO GPR-System über ihre eigene Anwendung steuern können. Dies bietet die Möglichkeit, die bewährte, erstklassige GPR-Technologie von Sensors & Software zu bestehenden Produkten hinzuzufügen, eine Plattform aufzubauen, die GPR und andere Sensoren kombiniert, oder ein einzigartiges GPR-System für Nischenanwendungen zu erstellen, die von aktueller GPR-Hardware nicht abgedeckt werden. Das SPIDAR® SDK wurde in unserem Newsletter vom Januar 2022 vorgestellt.
Interessanterweise ist einer der Kunden des SPIDAR® SDK ein Schwesterunternehmen unter dem Dach von SPX. ULC Technologies, LLC mit Sitz in Hauppauge, New York, ist auf Robotikentwicklung und RaaS (Robots as a Service) für die Energie-, Versorgungs- und andere Branchen spezialisiert, um eine Vielzahl betrieblicher Herausforderungen zu lösen. ULC wurde vom britischen Gasverteilungsnetz SGN und Transport for London (TfL) gebeten, bei Ausgrabungsarbeiten durch die Entwicklung eines halbautonomen Robotersystems zur Erkennung, Lokalisierung und Markierung unterirdischer Infrastruktur in städtischen Gebieten zu helfen Bereiche. Dieser Roboter ist als AUSMOS™ (Automated Utility Service Mark-Out System) bekannt. Figure 1)
Die beiden bewährtesten Technologien zur Ortung von Versorgungseinrichtungen auf der ganzen Welt sind elektromagnetische Induktion (EM) und Bodenradar (GPR). Für das GPR-System arbeitete ULC mit Sensors & Software zusammen und nutzte dabei unser NOGGIN® 250 GPR-System, SPIDAR®-Hardware und SPIDAR® SDK-Software (Figure 2).
Kommentare von ULC zum Entwicklungsprozess:
Im Rahmen des AUSMOS-Projekts haben wir eine Vielzahl von Sensor- und Softwareprodukten in unsere Plattform integriert, darunter auch das neu veröffentlichte SPIDAR® SDK. Das SPIDAR® SDK verwaltet die Systemsteuerung und GPR-Datenerfassung über HTTP-Zugriff, wodurch die Integration betriebssystem- und sprachunabhängig wird. Diese Überlegungen machen das Produkt mit einem breiten Spektrum von Plattformen von Drittanbietern kompatibel. Um diese Integration zu unterstützen, stellt Sensors & Software Dokumentation, SDK-Funktionen und Beispielcode bereit, der eine benutzerfreundlichere Integration ermöglicht. Durch das Verständnis des Ablaufs des Systembetriebs kann aus dem SPIDAR® SDK effektiv ein benutzerdefiniertes Paket erstellt werden. – Baiyang Ren, PhD
AUSMOS sammelt hochdichte GPR- und EM-Daten, während es den interessierenden Bereich scannt, und erzeugt ein gitterartiges Muster mit sehr engen Linienabständen, typischerweise 10 cm (Figure 3, links). AUSMOS erreicht eine Lokalisierungsgenauigkeit im Zentimeterbereich durch die Implementierung fortschrittlicher mathematischer Algorithmen, die ständig die aktuelle Position des Roboters berechnen. Dadurch kann das System seine Lokalisierungsgenauigkeit auch in Bereichen mit hohem Verkehrsaufkommen oder in Gebäuden aufrechterhalten, in denen GPS normalerweise verweigert wird.
Menschliche Bediener werden darin geschult, Netzdaten mit 0.5 (Figure 3, Mitte) oder 0.25-Meter-Zeilenabstand, aber es kommt häufig vor, dass Ecken abgeschnitten werden, wenn Daten mit einem 1.0-Meter-Zeilenabstand (Figure 3, rechts) oder mehr. Im Vergleich dazu erfasst AUSMOS typischerweise Daten mit einem Zeilenabstand von 0.1 Metern. Dies führt zu einem sehr dichten GPR-Datensatz, 2.5 bis 10 Mal mehr, als ein typischer menschlicher Bediener problemlos erfassen kann. Die Wahrscheinlichkeit, ein Objekt als potenzielles Ziel von Interesse zu identifizieren, in diesem Fall ein Versorgungsunternehmen, steigt mit der Häufigkeit, mit der das GPR es kreuzt. Während das Versorgungsunternehmen mit einem gröberen Linienabstand durch „Verbinden der Punkte“ identifiziert werden kann, steigt die Sicherheit, dass es sich um ein echtes Ziel handelt, mit der Anzahl der Kreuzungen (Figure 3), insbesondere an Standorten mit mehreren Versorgungseinrichtungen.
Darüber hinaus erfolgt die Datenerfassung mit AUSMOS mit einer höheren räumlichen Genauigkeit, als ein Mensch erreichen kann, wodurch menschliche Vorurteile oder mögliche Fehler aufgrund von Ermüdung vermieden werden. Der Robotereinsatz stellt sicher, dass die Daten von Standort zu Standort und von Benutzer zu Benutzer konsistenter erfasst werden, was zu einer genaueren Karte führt.
Die Daten werden dann sofort vor Ort verarbeitet und liefern hochauflösende Tiefenschnitte (Zahlen und 4 5) und leicht interpretierbare 3D-Punktwolkenbilder (Figure 5) von Versorgungsleitungen und anderen reflektierenden Objekten im Untergrund. Dadurch können AUSMOS und sein Betreiber Versorgungsleitungen vor Ort markieren.
Diese Beispieldatensätze aus den Versuchen im Vereinigten Königreich zeigen mehrere in zwei rechteckigen Rastern erkannte Versorgungsleitungen, die ihre Übereinstimmung zueinander zeigen, sowie freigelegte Gruben vor Ort, was die Lokalisierung und Konsistenz des Roboters hervorhebt.
AUSMOS ist ein Beispiel für die Art hochspezialisierter technischer Ortungs- und Messprodukte, für die SPX Technologies bekannt ist.
Weitere Informationen zu AUSMOS finden Sie unter https://ulctechnologies.com/technologies/ausmos-gpr-mapping-robot/
Weitere Informationen zum SPIDAR SDK finden Sie unter https://www.sensoft.ca/products/spidar-sdk/overview/
