| Thema | Industrie 4.0 |
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| Projekttitel | Access to Public Spaces mittels 5G (5GAPS) |
| Laufzeit | 01.01.2022 – 31.12.2024 |
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| Projektwebseite | https://5gaps.de/ |
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| Pressemitteilung |
Ein hochgenaues Positionierungssystem für den öffentlichen und halböffentlichen Raum wird im Projekt 5GAPS (Access to Public Spaces) entwickelt. Damit werden in Zukunft zahlreiche neue Anwendungen möglich – von der hochgenauen 3D-Positionierung und -Navigation selbst in Gebäuden, über ein effizienteres Raummanagement im betrieblichen und öffentlichen Bereich, bis zur Ergänzung der Raumwahrnehmung durch Imagetracker-unabhängige Augmented-Reality-Dienste.
Das 5G-mobilfunkgestützte, hochgenaue und zeitlich dynamische Positionierungssystem basiert auf einem digitalen Zwilling des öffentlichen und halböffentlichen Raums in Form eines dreidimensionalen Rasters: das 5G Open Cubelet Attribution and Positioning System (5G OCAPS). Der Mehrwert des Ansatzes liegt darin, jeden Würfel ("Cubelet") in Echtzeit adressieren und ihm digital Attribute zuschreiben zu können – zum Beispiel Materialausprägungen, abstrakte Nutzungsrechte oder Farben. Diese Zuschreibung erfolgt temporär mit adaptiver Rasterauflösung und Genauigkeit. Für die Übertragung dieser Datenmengen ist das 5G-Netz notwendig.
Im Projekt werden unter anderem die Sensorsysteme zur Umweltdatenerfassung und die Simulationsumgebungen gemäß den Anforderungen erster UseCases aufgebaut und implementiert, um den Datentransfer und die -verarbeitung zu gewährleisten. Darauf aufbauend wird eine erste Umgebung im 5G OCAPS realisiert, über die mithilfe verschiedener Schnittstellen die Datenströme verarbeitet und Cubelet-Datenpakete (Position, Eigenschaft, Zeitstempel) ausgetauscht werden.
5GAPS wird für seine prototypischen Anwendungen auf dem 5G-Campus der Deutschen Messe AG einen "öffentlichen"Raum einmessen, der aus einer Halle und Teilen des Außengeländes besteht. Ausgewählte, 5G-kritische Pilot-Anwendungsfälle vom Flächen- und Logistikmanagement über den Einsatz von automatisierten Fluggeräten bis zur AR-Nutzung werden auf ihre Funktion und Nutzwertigkeit geprüft. Parallel hierzu wird ein offenes "Crowd-Innovation-Ecosystem" aufgebaut, um ein Crowd-basiertes Data-Mining und -Management sowie innovative Geschäftsmodelle zu fördern.
Veröffentlichungen zum Projekt
Dieser Artikel untersucht die Verwendung von Punktwolken als geometrische Datengrundlage für die Fabrikplanung und vergleicht verschiedene Kartierungstechniken zur Erzeugung dieser Punktwolken. Die Daten- und Informationsbeschaffung ist ein entscheidender Schritt in der Fabrikplanung und damit in der Entwicklung effizienter Produktionsprozesse. In diesem Zusammenhang werden verschiedene Kartierungstechniken analysiert: Photogrammetrie (mit Drohnen und Action-Kameras) und LiDAR-Scans (sowohl von Drohnen als auch vom Boden aus).
Die Methodik und die Ergebnisse dieser Untersuchung werden im Detail diskutiert, wobei die Vor- und Nachteile der einzelnen Kartierungstechniken aufgezeigt werden. Der Schwerpunkt liegt auf dem Vergleich der erzeugten Punktwolken hinsichtlich Vollständigkeit, Erkennbarkeit und geometrische Toleranz. Dieser Vergleich liefert wertvolle Informationen über welche Technik für die Datenerfassung in der Fabrikplanung am besten geeignet ist. Der Ausblick dieser Arbeit umfasst die Weiterentwicklung der Erfassungstechniken, insbesondere im Hinblick auf autonom fliegende Drohnen. Diese könnten in Zukunft eine effizientere und präzisere Datenerfassung für die Fabrikplanung ermöglichen und damit die Basis für die Optimierung von Produktionsprozessen weiter stärken.
Drohne, Photogrammetrie, LiDAR, Punktwolke, Fabrikplanung, Datenerfassung
Die digitale Erschließung von Räumen innerhalb der Stadt Hannover mittels digitalem Abbild ermöglicht es, Nutzungsbedarfe dieser Räume bedarfsgerechter und effizienter zu decken. Die Erstellung eines digitalen Abbilds, welches neue Möglichkeiten für den Zugang zum öffentlichen Raum erschließt, erfordert den Einsatz verschiedener Sensorik wie beispielsweise LiDAR-Sensoren und Tracking-Kameras zur 3D-Vermessung. Zur Auswahl geeigneter und mittels Multikopter einsetzbarer Sensoren, werden zunächst Anforderungen an das Gesamtsystem definiert, welche in Funktionsanforderungen für die Sensorik abgeleitet werden. Anschließend wird der Erfüllungsgrad der Funktionsanforderungen durch die unterschiedlichen Sensoren zunächst simulativ und anschließend praktisch ermittelt.
5G, Multikopter, digitales Abbild
