Objektdetektion unter anspruchsvollen Bedingungen

Beim Tunnelaushub wird die Kollisionsvermeidung nicht nur immer wichtiger, sondern auch zunehmend schwieriger. Die größte Herausforderung bei Projekten dieser Art besteht darin, ein Hinderniserkennungssystem zu implementieren, das den ATEX-Anforderungen (Richtlinien für den Explosionsschutz) entspricht. Dabei geht es unter anderem um den Einsatz eines mit diesen Anforderungen kompatiblen Antikollisionssystems oder die Integration eines solchen Systems in ein versiegeltes und konformes Gehäuse.

Metalliance, ein Unternehmen, das mobile Maschinen für den Bau von Tunneln entwirft, herstellt, industrialisiert und verkauft, verwendete in der Vergangenheit eine kamerabasierte Anti-Kollisionstechnologie. Der Einsatz solcher Systeme in dieser Umgebung brachte nicht nur gewisse Einschränkungen mit sich, sondern erforderte auch eine Luftkühlung. Daher suchte das Unternehmen für ein aktuelles Projekt nach einer mehrlagigen LiDAR-Technologie und wand sich schließlich an Sick.

3D-LiDAR-Sensor meistert die Herausforderung

Ende 2023 erklärte sich Metalliance bereit, den Aushub von vier Eisenbahntunnelstandorten zu unterstützen. Zu diesem Zweck erfand das Unternehmen den Gummireifenzug. Die Führerhäuser eines solchen Zugs sollte mit einem neuen System zur Hinderniserkennung ausgestattet werden, um den Bedienern Fahrunterstützung zu bieten und die Antikollisionsfunktion zu garantieren.

Sick empfahl die Verwendung des MultiScan165. Nicht nur verfügt der Sensor über eine ausreichende Anzahl von Lagen zur Sicherstellung der Hinderniserkennung, er ist aufgrund seiner Eigenschaften auch besonders gut für die Anwendung geeignet. Sein geringer Platzbedarf erleichterte den Einbau in ein Gehäuse aus Glas, und wegen seiner Schockfestigkeit war er wie geschaffen für diese raue Einsatzumgebung. Außerdem benötigt er dank seiner guten Wärmeableitung kein zusätzliches Kühlsystem. Aufgrund dieser Vorteile fiel die Wahl bei Metalliance ganz klar auf den MultiScan165 und das Unternehmen begann sogleich mit der Durchführung der ersten Fahrtests und Auswertungen der Signalstabilität.

Hohe Messqualität und Technologie

Die Multi-Echo-Technologie der MultiScan100-Produktfamilie kombiniert mit der Stabilität und Qualität der Messdaten ermöglichte eine zuverlässige Detektion durch das Glas des Gehäuses. Die überzeugenden Eigenschaften der Produktfamilie eröffnen auch in Zukunft für Metalliance verschiedene Einsatzmöglichkeiten.

Unterstützung für Fahrzeugführer

Da die Fahrumgebung in Tunneln sehr eingeschränkt ist, müssen Fahrzeugführer besonders auf die ordnungsgemäße Handhabung der großen Gummireifenzüge und deren Lasten achten. Zu diesem Zweck sind alle Gummireifenzüge mit einem Antikollisionssystem ausgestattet.

Die Sensoren der Gummireifenzüge sind auf die sehr rauen Bedingungen in deren Betriebsumgebung angepasst. Sie sind zum Beispiel in der Lage, mit Störungen von parasitären Reflexionen umzugehen, die von der Metallumgebung der Tunnelstruktur resultieren können. Die Verschmutzungsdetektion teilt dem Fahrzeugführer in der Zwischenzeit mit, ob der Sensor aufgrund von Schmutz oder mögliche Spritzer und Staub als Folge der Aushubarbeiten gereinigt werden muss. Der MultiScan165 bietet einen größeren Arbeits- und Analysebereich als die aktuelle kamerabasierte Lösung. Durch diese bessere Hinderniserkennung lassen sich die Maschinen mit höherer Geschwindigkeit bewegen.

Eine Lösung von einem engen Partner

Ein weiterer Faktor, warum die Wahl auf den MultiScan165 fiel, war die enge Beziehung von Corail-Tunnelier mit Sick. Die beiden Unternehmen hatten in der Vergangenheit erfolgreich zusammengearbeitet, wobei Sick mehrere Sensoren zur Wahrnehmung der Umgebung (MRS1000 + LDR-MRS + RMS1000) s) sowie zugehörige Sensorauswahl, Support und Service lieferte.

Je tiefer der Tunnel, desto tiefer die Beziehung

Metalliance plant, den MultiScan165 als Standard an allen Maschinen mit Bediener-Assistenz zu integrieren – auch in anderen Anwendungen. Dabei könnte Metalliance sogar vom gesamten Öffnungswinkel von 360 Grad profitieren und somit zusätzliche Aufgaben wie Orientierungshilfen realisieren. Entsprechend den Ambitionen und Entwicklungsaussichten des Unternehmens könnte der Einsatz der Produktfamilie multiScan100 einer der ersten Schritte hin zu einem vollautonomen Fahrsystem sein.