Teleoperierte Detektion von Gefahrstoffen durch Kombination von multispektraler Anomaliedetektion und Lasersensorik

Abstract

Die Erfassung von biologischen oder chemischen Gefahrenlagen oder von Marschwegen hinsichtlich solcher Gefahren erfordert eine zeitnahe und präzise Detektion der Gefahrstoffe. Insbesondere bei teleoperierten Verfahren ist eine automatisierte Voraberkennung möglicher Gefahrenbereiche wichtig, um präzise Verfahren wie z.B. die abstandsbasierte, laserspektroskopische Detektion und Klassifizierung effizient und optimal einsetzen zu können. Im hier vorgestellten Projekt MUSERO wird dieses zweistufige Verfahren am Beispiel der Kontamination von Asphaltwegen weiterentwickelt und erprobt: In der ersten Stufe werden großflächige Bereiche mittels Anomalie-Detektion an Multispektralbildern (400nm-1,7 µm) auf potentielle Gefahrstoffbereiche hin untersucht. Im Beitrag werden die Ergebnisse aus der optimierten Datenvorbereitung und der im Projekt angepassten Anomalie-Detektion mit Hilfe von Autoencodern vorgestellt und bewertet. Im zweiten Verfahrensschritt werden die als potentiell gefährlich eingestuften Teilbereiche mit Hilfe von laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopie (LIF) auf Gefahrstoffe hin klassifiziert. Hierfür wurde im Projekt das kompakte Lasersystem LUCS (250mmx250mmx150mm, < 4 kg) weiterentwickelt und erprobt, welches auf robotischen Plattformen eingesetzt werden kann. Die Ergebnisse aus den Tests im Zusammenspiel der beiden Verfahrensstufen werden im Hinblick auf eine verbesserte Gefahrstoffdetektion vorgestellt.