Roboter – sichere Helfer des Menschen

Forschung und Entwicklung im Geschäftsfeld Robotersysteme

Automatisierte Kanalinspektion

Seit 1990 plant die Emschergenossenschaft den Umbau des existierenden oberirdischen Abwasserableitungssystems. Unterirdische Kanäle werden zukünftig das Abwasser ableiten, und der Fluss Emscher wird wieder sauberes Wasser führen. Der Abwasserkanal Emscher bildet hierbei das zentrale Herzstück der zukünftigen Abwasserentsorgung. Mit einer Gesamtlänge von 51 km und Tiefenlagen von bis zu 40 m unter Gelände stellt der Abwasserkanal Emscher das größte Wasserbauvorhaben in Europa dar. Die Kanaldurchmesser liegen zwischen DN 1600 und DN 2800.

© Emschergenossenschaft Essen

Inspektions- und Reinigungsroboter für Abwasserkanäle

Der Abwasserkanal Emscher wird im laufenden Betrieb permanent Füllgrade zwischen 25 und 90 Prozent aufweisen und kann nicht kurzzeitig trockengelegt werden. Eine herkömmliche Inspektion mittels Begehung ist somit nicht möglich.

Das Fraunhofer IFF entwickelt im Auftrag der Emschergenossenschaft folgende automatisierte Inspektions- und Reinigungssysteme für den ständig teilgefüllten Abwasserkanal Emscher:

Datenschutz und Datenverarbeitung

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Bildverarbeitung bei der Inspektion mit Servicerobotern. Beispiele aus der Kanalinspektion umfassen VR-Visualisierung mit Bedienung und Navigation in großen Datenmengen, automatische Risserkennung, automatische Fugenerkennung und -vermessung, sowie visuelles Tracking zur Positionsbestimmung.

Bei der Inspektion und Zustandserfassung des Abwasserkanals Emscher werden folgende Schadensbilder zuverlässig erkannt

  • Korrosion
  • mechanischer Verschleiß
  • Abflusshindernisse (Hindernisse, Ablagerungen, Inkrustration)
  • Lageabweichung (horizontal, vertikal, Axialverschiebung)
  • Risse
  • Undichtigkeiten

Bei der Entwicklung der Systeme zur Inspektion und Reinigung standen folgende Teilsysteme und deren Integration im Vordergrund

  • Trägersysteme (Roboter) zur Bewegung und Positionierung entlang des Kanals
  • Sensor- und Messsysteme zur Inspektion des Rohrzustandes über und unter dem Wasserspiegel sowie zur Erkennung von Ablagerungen
  • Kanalreinigungstechnik zur Beseitigung evtl. kleinerer Ablagerungen
  • Kinematiksysteme zur Positionierung der Sensoren und Reinigungswerkzeuge an bzw. entlang der Kanalwand
  • Medienversorgung (Strom, Wasser, Datenkommunikation u.a.)
  • Steuerungssystem, Navigation, Bedienung
  • Datenverarbeitung (Sensorspezifische Module zur Datenerfassung, -verarbeitung, -visualisierung und -archivierung, Auswertemodule, Erfassungs- und Auswertungssoftware, Datenverwaltung
  • Infrastruktur: Fahrzeuge, Bedienstand, Hubkorb zum Ein- und Ausbringen der Systeme in bzw. aus dem Kanal
© Fraunhofer IFF