Wetenschappers van de TU Bergakademie Freiberg hebben een landmeetrobot ontwikkeld. Deze kan straks autonoom in een onbekende omgeving zijn weg vinden. Met de door de robot verzamelde gegevens kan weer een driedimensionaal model van een ader -kolen of mineralen- worden gemaakt. Vanaf dit najaar gaan de onderzoekers van de de robot boven en onder de grond testen.
In de toekomst kan het multi-sensorsysteem bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe afzettingen en het toezicht op de veiligheid in de mijnen. Voor de ontwikkeling van de nieuwe robot heeft het Instituut voor Mijnbouwkunde en Geodesie (Onderzoeksgroepen voor sensoren en voorkomens) zijn krachten gebundeld met die van de professoren Gerhard Heide (Mineralogie) en Bernhard Jung (Virtual Reality en Robotica).
Hyperspectrale camera
Het systeem bestaat uit een elektrisch aangedreven voertuig met vierwielaandrijving en de geïnstalleerde sensortechnologie. Een deel van de sensoren, een stereocamera, alsmede de profiellaserscanners en een beeldvormende bewakingscamera behoren tot de standaarduitrusting van een mobiele robot.
“De technologie wordt nu aangevuld met een multispectrale camera met hoge resolutie, alsmede drie radarsensoren en een traagheidsmeeteenheid, waarmee de robot zich op centimeters nauwkeurig kan positioneren. De hyperspectrale camera is nodig voor beeldgebaseerde analyse van rotsoppervlakken,” verklaart Ralf Donner van het Instituut voor Mijnenkunde. De gegevens van alle sensoren worden samengevoegd tot een zogenaamde 3D-puntenwolk, die de basis vormt voor de analyses van de gegevens.
Geomonitoring
“De moeilijke ondergrondse omstandigheden, bijvoorbeeld mist en stof, verhinderen vaak dat de geometrie van de afzetting uitsluitend met optische methoden, zoals camera’s of laserscanners, kan worden vastgelegd. Een robuust alternatief zijn radarsensoren, die door hun langere elektromagnetische golflengte ongestoord door deze obstakels heen kunnen dringen. Radarinterferometrie heeft bewezen een krachtige techniek te zijn, vooral voor het monitoren van veranderingen in het millimetergebied, zowel in satellietgebaseerde oppervlaktetoepassingen als stationaire terrestrische toepassingen,” aldus de onderzoeker.
Het doel van het onderzoeksteam is de interferometrische techniek voor uiterst nauwkeurige detectie van veranderingen over te brengen naar de niet-stationaire, ondergrondse omgeving. “Het nieuwe meetsysteem is nu klaar voor gebruik en zal in de komende maanden zijn eerste metingen verrichten in een testbaan voor oppervlakken”, zegt prof. Jörg Benndorf. “Zodra de werkzaamheden aan de schacht van de onderzoeks- en opleidingsmijn zijn voltooid en de mijn weer toegankelijk is, plannen we de eerste ondergrondse verkenningstocht”.
Tot het zover is, staan instrumententests en automatisering van het voertuigbesturingssysteem centraal in de verdere ontwikkeling. “In een eerste stap moet het systeem veilig autonoom rijden in een bekende omgeving. Later zou het ook in staat moeten zijn om autonoom een onbekende omgeving te verkennen”, zegt Ralf Donner.
Digitaal model
Volgens de onderzoekers is de automatisering van ondergrondse exploratie en monitoring essentieel voor een volledig digitaal model van een afzetting. Als het geoptimaliseerde digitale model ter beschikking van deskundigen wordt gesteld, kunnen zij er belangrijke informatie uithalen.
“Waar bevinden zich waardevolle mineralen, hoe kunnen die efficiënt worden gewonnen en welke voorwaarden zijn relevant voor de veiligheid in de mijn?”, aldus Jörg Benndorf.
Ook interessant: Milieuvriendelijke en efficiënte mijnbouw door middel van röntgenanalyse
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
