Entwurf einer adaptiven Manipulationsplanung für Massenbewegungen im Steinbruch

Zum Verladen von verschiedenen Materialien, wie Sand, Erde, gesprengtem Gestein und Mischmaterial, werden in Steinbrüchen/Baugruben oftmals große, kettengetriebene Mobilbagger eingesetzt. Grund hierfür ist, dass diese Radladern bzgl. Brech- und Reißkräfte weit überlegen sind. Beim Verladen auf LKWs oder Transportbändern werden die Steine häufig abhängig von ihrer Geometrie und ihren Materialeigenschaften in einer bestimmen Reihenfolge abgelegt (z.B. für die Zementherstellung), um eine bessere Mischung im Mahlwerk oder einfach eine erste Vorsortierung zu erzielen.

Im Rahmen des Vorhabens soll ein autonomes System entwickelt werden, das das oben beschriebene Anwendungsproblem löst. Hierzu sollen für die  unterschiedlichen Gesteinsarten kamerabasierte Segmentierungs- und Klassifikationsansätze untersucht werden. Ausgehend von dieser Segmentierung soll ein Planungsalgorithmus unter Berücksichtigung der Szenenstabilität entworfen werden, der eine Sequenz der durchzuführenden Aktionen des Mobilbaggers vorgibt, um die Steine bzw. das Schüttgut aufzunehmen. Um das Gesamtsystem zu validieren, soll der Ansatz sowohl in einer Simulation als auch in einem Steinbruch auf einem Volvo-Mobilbagger getestet werden. Eine verhaltensbasierte Steuerung soll, basierend auf der im Lehrstuhl entwickelten iB2C Steuerungsarchitektur, aufgebaut werden. Diese eignet sich vor allem, um sich permanent an verändernde Umweltbedingungen anzupassen (z.B. Wegrutschen der Steine).