Beschreibung der Beschaffung
Im Projekt MISDRO verfolgt die HSU das Ziel, automatisierte multivariate Inspektionssysteme zur Bauwerksprüfung nutzbar zu machen und die dafür notwendigen technischen Voraussetzungen zu entwickeln. Das System soll aus einer Drohne mit verschiedener Sensorik bestehen sowie aus Algorithmen
für den optimalen Flugpfad, die Zustandsanalyse auf Basis der Sensordaten und die Visualisierung mittels Weboberfläche. Durch ein neues automatisiertes multivariates Inspektionssystem, das neuartige bildgebende Sensorik zur Datenerfassung und KI-Algorithmen zu Zustandsanalyse umfasst, soll die Bauwerksprüfung von Stahltragwerken effizienter, sicherer und objektiver werden. Die Befliegung von Bauwerken mit unbemannten Luftfahrzeugsystemen (UAS) erfolgt bisher manuell durch Piloten; automatisierte Befliegungen gibt es noch nicht. Ferner beschränken sich bisherige Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf optische Geräte; andere bildgebende Sensorik wird bislang nicht verwendet. Auch sind Infrastrukturbauwerke aus dem Baustoff Stahl- und Stahlverbund diesbezüglich unbeforscht.
Ein weiteres bislang ungelöstes Problem ist, dass bei der Verwendung von KI zur Schadenserkennung eine hohe Bildauflösung notwendig ist. Wird der Schaden durch eine zu geringe Pixelzahl dargestellt, kann die üblich verwendete KI diesen nicht als solchen einordnen. Zudem ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit nach wie vor eher gering, was wiederholte Befliegungen notwendig machen würde. Ziel des MISDRO-Projekts ist es, neben der Entwicklung eines UAS-Prototyps auch die KI-Algorithmen weiterzuentwickeln, um die Schadenserkennung bereits bei geringerer Auflösung zu ermöglichen und die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Die HSU beabsichtigt, das UAS mit einer Sensor-Daten-Fusionstechnik auszustatten. Im Laufe des Projekts ist von den Projektbeteiligten gemeinsam eine Gewichtung der unterschiedlichen Sensoren vorzunehmen. Die Praktikabilität der Sensoren soll durch Flugversuche untersucht werden. Im Anschluss daran sind sowohl bei Anleitung der KI als auch in Bezug auf die Entwicklung der Soft- und Hardware des UAS Anpassungen vorzunehmen.
Der Auftragnehmer soll als Ansprechpartner für die Felder Mess-, Monitoring- und Simulations-Software an dem Projekt teilnehmen. Er muss folgende Leistungen im Rahmen des Projekts MISDRO erbringen:
• Analyse und Definition der Anforderungen an das System, Spezifikation von Hardware, Software und Datenverarbeitung des Inspektionssystems in Zusammenarbeit mit einem universitären Forschungspartner;
• Analyse und Definition der Anforderungen an das System, Konzeption eines strukturellen Assessments;
• Zustandsanalyse mittels multivariater Sensordaten und Methoden des Maschinellen Lernens, Ableitung von Fehlerklassen und Zustandsanalyse mittels Maschinellen Lernens für Geometrieabweichungen und Verformungen durch Entwicklung eines Algorithmus zur automatischen Zustandsanalyse von Korrosion auf Grundlage von Daten aus bis zu vier Use Cases;
• Bereitstellung der Algorithmen inklusive Quellcode in der Programmiersprache Python;
• Gesamtintegration von Inspektionssystem und Datenbankstruktur mit Weboberfläche durch den Aufbau einer Plattform für die automatisierte Infrastrukturinspektion mittels UAS;
• Ausarbeitung von Richtlinien durch Aufbereitung der Ergebnisse in Entwürfen zur Weiterentwicklung von Inspektionsregelwerken wie DIN 1076 und VV-WSV 2101 und Einbringen in entsprechende Normungsgremien in Zusammenarbeit mit zwei weiteren Forschungspartnern;
• Teilnahme an vierteljährlichen Projektbesprechungen und Vor- und Nachbereitung;
• Treffen geeigneter Maßnahmen zur Sicherstellung einer adäquaten Software-Qualität, Überprüfung der Software und Sicherstellung ihrer Funktionsfähigkeit unter Dokumentation der Maßnahmen der Qualitätssicherung;
• Dokumentation des Vorgehens und der Ergebnisse.