Im Forschungsprojekt "Live-Lage" entwickelt die Abteilung Sicherheitsforschung und Anwendungen des Instituts für Optische Sensorsysteme neue Technologien zur schnellen Aufklärung von Großschadens- und Katastrophenlagen aus der Luft. Dabei sollen aktuelle optische Technologien mit den Möglichkeiten neuer unbemannter Flugsysteme (UAS) kombiniert werden, um so eine operative Einsatzunterstützung für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) zu ermöglichen. Dazu wird in enger Kooperation mit der Feuerwehr Duisburg eine spezielle Version des Modular Aerial Camera System (MACS) für ein UAS entwickelt, welches aktuelle Lagebilder in Echtzeit erzeugen und an die Einsatzführung übertragen kann.
Die Vision des Projektes ist die Stationierung eines schnell fliegenden UAV auf dem Gelände der Feuer- und Rettungswache 1 in Duisburg. Im Einsatzfall soll das Fluggerät automatisch zur Einsatzstelle fliegen, diese erkunden und aktuelle Lagebilder an die Leitstelle und Einsatzführung vor Ort übertragen.
MACS Kamerasystem des DLR zur Echtzeit-Kartierung (links) in unbemanntem Fluggerät (rechts)
Anstelle eines Videobildes werden durch das Kamerasystem hochaufgelöste Luftbildaufnahmen erzeugt, verarbeitet und in das Einsatzführungssystem übertragen, um dort automatisch zu einem großräumigen Lagebild fusioniert zu werden. Damit kann die aktuelle Situation an der Einsatzstelle in Echtzeit bewertet werden. Durch den umfassenden Überblick ist auch eine schnelle Bewertung der Gesamtlage und der Zugangswege möglich. Perspektivisch soll das geplante Konzept aktuelle Lagebilder noch vor dem Eintreffen der Einsatzkräfte an der Einsatzstelle ermöglichen.
Bereitstellung des Lagebildes in Echtzeit als dynamischer Web Map Service (WMS) im Rahmen einer Großübung der Feuerwehr Duisburg im Mai 2022
In 2021 wurde MACS mit einem 50MPx Sensor ausgestattet und in das unbemannte Fluggerät Vector der Quantum Systems GmbH integriert. Diese VTOL-Drohne (Vertical Take-Off and Landing) wird seit Beginn des Jahres 2022 von der Feuerwehr Duisburg erprobt. Im Mai 2022 konnte das Lagebild erstmals operativ im Einsatzführungssystem der Feuerwehr verwendet werden. Zum Einsatz kommt hier die Software CX5 der EuroCommand GmbH. Die Ergebnisse wurden im Juni 2022 auf der Interschutz präsentiert und auf Wunsch der Feuerwehr wird MACS zum aktuellen Zeitpunkt um einen Thermal-Infrarot Sensor erweitert. Die Bereitstellung des Lagebildes als dynamischer Web Map Service (WMS) konnte in 2022 erfolgreich mit verschiedenen Endanwendern erprobt werden.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Gesamtkonzepts, welches zukünftig durch Feuerwehren operativ umgesetzt werden kann. Daher wird das optische Aufklärungssystem regelmäßig an die Bedarfe der Feuerwehr angepasst und in realen Einsätzen und Übungen erprobt.
Der erste Testflug erfolgte im Mai 2018 auf dem Gelände der Feuerwache 5 in Duisburg
Beispielhafte Darstellung des Luftbildmosaiks für das Einsatzführungssystem der Feuerwehr aus 2018
Testflug mit Thermal-Kamera im Oktober 2020 zur Erkennung von Personen im Wasser
Visualisierung der Thermal-Bilder in Echtzeit im ELW2 der Feuerwehr Duisburg im Oktober 2020
Operativer Betrieb von MACS in der VTOL-Drohne der Feuerwehr Duisburg im Mai 2022
Die Feuerwehr Duisburg ist eine der größten Berufsfeuerwehren in Deutschland. Durch zahlreiche Industrieanlagen sowie den größten Binnenhafen der Welt ist sie mit vielen Sonderaufgaben bertraut. Neben der Brandbekämpfung, der technischen Hilfeleistung und diversen Sondereinsätzen, ist der Rettungsdienst das Hauptbetätigungsfeld der Berufsfeuerwehr Duisburg. Über 100 Mitarbeiter sind täglich im 24h Stunden-Dienst im Einsatz und in den 26 Löschgruppen stehen zusätzlich 560 Einsatzkräfte der freiwilligen Feuerwehr zur Verfügung. Mehr Informationen finden Sie unter www.duisburg.de.
Das Projekt Live-Lage wird im Rahmen der DLR-Sicherheitsforschung gefördert. In dieser werden die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten mit verteidigungs- und sicherheitsrelevantem Bezug in Abstimmung mit den Partnern in Staat, Wissenschaft, Industrie und internationalen Organisationen geplant und gesteuert. Der Querschnittsbereich Sicherheitsforschung verknüpft dabei die Kernkompetenzen aus den etablierten DLR-Programmen der Luftfahrt, Raumfahrt, Energie und des Verkehrs. Mehr Informationen finden Sie unter www.DLR.de/Sicherheit.
Meißner, Henry und Stebner, Karsten und Kraft, Thomas und Geßner, Matthias und Berger, Ralf (2020) Survey Accuracy and Spatial Resolution Benchmark of a camera system mounted on a fast flying drone. In: ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. XXIV ISPRS Congress, 31. Aug. - 02. Sep. 2020, Nizza. ISSN 2194-9042.
Bucher, Tilman und Gessner, Matthias und Hein, Daniel und Meißner, Henry und Kraft, Thomas und Soszynska, Agnieszka und Pless, Sebastian (2020) Case study: Near real-time thermal mapping to support firefighting and crisis management. In: 40. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung in Stuttgart 2020, 29, Seiten 13-21. 40. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der DGPF, 04.-06. März 2020, Stuttgart. ISSN 0942-2870.
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